Отрыв пограничного слоя турбулентного

Особенностью электромагнитной объемной силы является то, что в отличие от других объемных сил (силы тяжести, инерционных сил) ею можно управлять, воздействуя на вызывающие ее. электрическое и магнитное поля. Изменяя величину электромагнитной силы, можно влиять на интенсивность и форму ударных волн, увеличивать критическое значение числа Рейнольдса при переходе ламинарного режима течения в турбулентный, замедлять пли ускорять поток электропроводной жидкости (или газа), вызвать деформацию профиля скорости п отрыв пограничного слоя. [c.178]

Заметим, что все вышеприведенные расчеты выполнены без учета нарастания пограничного слоя на обтекаемых поверхностях. Влияние пограничного слоя может быть учтено введением поправки в контур тела на толщину вытеснения б. Для этого необходимо применить какой-либо численный или интегральный метод расчета ламинарного или турбулентного пограничного слоя (гл. VI) совместно с изложенным выше методо<м сквозного счета. При наличии интенсивных скачков уплотнения в сверхзвуковом потоке возможен отрыв пограничного слоя (гл. VI, 6). Отрыв пограничного слоя приводит к картине течения в канале, существенно отличающейся от идеального расчета. Оставаясь в рамках приведенной выше методики расчета, можно попытаться в первом приближении учесть влияние отрыва на характеристики течения. С этой целью предлагается использовать зависимости для отношения давлений в зоне отрыва дг/ро и для длины отрывной зоны Ь/б (гл. VI, 6). При расчете течения методом сквозного счета от сечения, где начинается отрывная зона, как и в случае струи, на границе задается давление, равное давлению в зоне отрыва. Заметим также, что при расчете струи, вытекающей из сопла во внешний поток, возможно учесть влияние спутного потока, решая соответствующую задачу о взаимодействии двух сверхзвуковых потоков на границе струи. [c.293]

Оттеснение и отрыв пограничного слоя. Понятие о многокомпонентном турбулентном пограничном слое [c.423]

Так как лопатки колеблются в реальной, вязкой жидкости, то энергия колебаний рассеивается в неуста-новившемся пограничном слое. Эти колебания могут сместить точку перехода ламинарного слоя в турбулентный и даже вызывать периодический отрыв пограничного слоя. [c.160]

Задачей расчета турбулентного пограничного слоя является определение его характеристик при заданном законе изменения скорости движения внешнего потока по координате х. Обычно определяют трение, тепловой поток и поток массы на обтекаемой поверхности как функции координаты х, изменение толщин и интегральных характеристик пограничного слоя в направлении течения. В потоках с положительным градиентом давления, кроме того, выясняют происходит или не происходит отрыв пограничного слоя, и если происходит, то в каком месте. [c.271]

Re <3,5 10. В этом критическом диапазоне чисел Рейнольдса в пограничном слое начинается переход от ламинарного режима течения к турбулентному. Отрыв пограничного слоя возникает еще при ламинарном режиме течения, приблизительно в том же месте на лобовой стороне цилиндра, что и при меньших числах Re. За этим отрывом следуют смена режи.ма течения и второй, уже турбулентный ( пузырчатый ) отрыв на кормовой стороне цилиндра. Регулярность и определенность отрыва пограничного слоя меньше, чем при меньших и больших числах Рейнольдса. Донное давление резко повышается, а зона действия отрыва сужается ( =110- 120 ", рис. 10-3, г). В результате при Re 3=5-10 происходит указанное выше скачкообразное кризисное снижение лобового сопротивления цилиндра. Для шара такое кризисное сопротивление соответствует Re j=3 10 [c.472]

Структура турбулентного потока, тормозящегося в поле соленоида, показана на рис. 3, г (8 = 5, вариант 13 в табл. 2). Отрыв пограничного слоя отсутствует, толщина пограничного слоя на входе в соленоид имеет относительно большую величину в результате предшествующего взаимодействия с магнитным полем. В зоне соленоида, вплоть до выхода из него, толщина пограничного слоя остается почти постоянной. На выходе из соленоида генерируется ударная волна,и толщина пограничного слоя возрастает вниз по потоку от выходного сечения соленоида. Напомним, что, в противоположность описанной ситуации, при том же самом значении 8 = 5 в случае невязкого течения образуется ярко выраженная каверна (см. рис. 3, а). Полезно также обратить внимание на то, что магнитное поле в случае турбулентного потока наиболее сильно деформирует поле скорости в пограничном слое вблизи стенки канала. [c.400]

Если крыло нагружено слишком сильно, например, за счет увеличения угла атаки, то происходит отрыв пограничного слоя на верхней поверхности крыла и в результате за крылом возникает сильно развитый турбулентный след. Это приводит к потере подъемной силы и к увеличению лобового сопротивления. Такой режим обтекания со срывом потока, показанный на рис. 15-15,г, невозможно легко описать в рамках теории потенциальных течений, потому что расположение точки отрыва S зависит от характера течения в пограничном слое. [c.413]

Для сверхзвуковых МГД-генераторов важным является вопрос об устойчивости турбулентного слоя на электродных стенках. Если при торможении ядра потока запас кинетической энергии в пограничном слое оказывается недостаточным для преодоления трения, давления и пондеромоторных сил, то возникают отрыв пограничного слоя от стенки и система скачков уплотнения. [c.180]

Другое многообещающее приспособление основано на создании принудительного подсоса либо через щели, либо через равномерно размещенные круглые отверстия на тех участках, где иначе произошел бы отрыв пограничного слоя. В этом случае пограничный слой отжимается к стенке, и мы опять получаем лучшее приближение к течению Жуковского. Если используются щели, то, исходя из теории Жуковского, нужно создать повышенное давление как раз впереди щелей ). Можно также попытаться использовать подсос для того, чтобы сохранить пограничный слой ламинарным, тем самым опять-таки уменьшая лобовое сопротивление. К сожалению, очень трудно, по-видимому, получить такое ламинарное течение. Даже летящие в воздухе насекомые могут вызвать турбулентность при обтекании самой гладкой поверхности крыла. [c.65]

В большинстве практических случаев толщина крыльев большого удлинения достигает более 10% длины хорды. Отрыв на таких крыльях имеет место только в концевой части, где пограничный слой турбулентный. Если удлинение прямого крыла мало и не превышает 4, а толщина профиля составляет около 4% длины хорды, то при большой дозвуковой скорости отрыв ламинарного пограничного слоя происходит у передней кромки при малой величине С/,. Поэтому, если поток не присоединяется с образованием пузыря . [c.201]

НИИ достигает минимума, так что на участке АС оно падает, а на участке СЕ возрастает. Такие же изменения давления вдоль поверхности тела имеют место и в пограничном слое (так как поперек пограничного слоя давление почти не меняется). Следовательно, на участке СЕ жидкость в пограничном слое должна двигаться по направлению возрастания давления, что приводит к ее торможению. Наиболее сильно это торможение сказывается, конечно, на частицах жидкости, движущихся около самой поверхности цилиндра, т. е. обладающих наименьшей скоростью. В некоторой точке О вниз по потоку эти частицы останавливаются, а за точкой О даже двигаются вспять по сравнению с более удаленными от поверхности цилиндра и поэтому еще не заторможенными частицами. Образующееся у поверхности тела за точкой О возвратное течение оттесняет внешнее течение от поверхности цилиндра — происходит, как говорят, отрыв пограничного слоя от обтекаемой поверхности с образованием в жидкости поверхности раздела ОР. Если пограничный слой до отрыва был ламинарным, то после отрыва он ведет себя как свободная струя в затопленном пространстве и быстро становится турбулентным (при заметно меньших Не, чем не отрывавшийся пограничный слой, так как наличие стенки действует на течение стабилизирующим образом). Поверхность раздела ОРу являющаяся поверхностью тангенциального разрыва скорости, весьма неустойчива (см. ниже) и свертывается в один или несколько вихрей. В области РОЕ за поверхностью раздела около цилиндра образуется крупный вихрь второй такой же вихрь образуется в нижней части цилиндра. Эти вихри попеременно отрываются от поверхности цилиндра и уносятся вниз по течению на их месте образуются новые вихри. [c.71]

По этой причине, а также вследствие образования поверхности раздела при отрыве пограничного слоя тела, при обтекании которых возникает отрыв пограничного слоя, оказывают большое сопротивление течению жидкости. При этом сопротивление, вообще говоря, будет тем меньше, чем уже турбулентный след, т. е. чем дальше на поверхности тела расположена точка отрыва. Прн достаточно больших числах Рейнольдса, при которых, однако, [c.72]

Как мы увидим подробнее ниже, на положение точки отрыва пограничного слоя решающее влияние оказывает распределение давления во внешнем потоке. В области понижения давления, простирающейся от передней точки тела до того места, где давление имеет минимальное значение, пограничный слой ламинарный в начинающейся же затем области повышения давления пограничный слой обычно турбулентный. Необходимо отметить следующее весьма важное обстоятельство в общем случае отрыв пограничного слоя может быть предотвращен только при турбулентном течении в пограничном слое. Ниже будет показано, что ламинарный пограничный слой может преодолеть лишь чрезвычайно небольшое повышение давления и поэтому он обычно отрывается, даже если обтекаемое тело очень тонкое. В частности, такой отрыв происходит и в случае обтекания крыла при распределении давления, изображенном на рис. 1.13, причем опасность отрыва наиболее велика на подсасывающей (верхней) стороне профиля. При таком распределении давления гладкое безотрывное обтекание крыла, которое является необходимым условием возникновения подъемной] силы, возможно только при турбулентном пограничном слое. [c.51]

Однако эти уравнения позволяют и без интегрирования обнаружить качественное влияние отсасывания на отрыв пограничного слоя и на переход в нем ламинарной формы течения в турбулентную. [c.357]

В предыдущей главе мы рассмотрели турбулентный пограничный слой на плоской пластине при ее продольном обтекании без градиента давления в направлении течения. В настоящей главе мы рассмотрим турбулентный пограничный слой на стенке с понижением или повышением давления в направлении течения. Такое течение имеет особенно большое практическое значение в проблеме сопротивления крыла самолета и лопатки турбины, а также для исследования диффузора. Во всех этих случаях кроме определения сопротивления особый интерес представляет также выяснение вопроса, происходит или не происходит отрыв пограничного слоя, и если происходит, то в какой именно точке. Понижение давления и особенно повышение давления в направлении течения оказывают, так же как и при ламинарном течении, сильное влияние на развитие пограничного слоя. [c.601]

Вычисление формпараметра. В тех случаях, когда отрыв пограничного слоя не возникает, на изложенном выше определении толщины потери импульса 62 х) вдоль контура расчет турбулентного пограничного слоя можно считать в основном законченным. В самом деле, зная толщину потери импульса, можно вычислить местный коэффициент трения в первом приближении на основании формулы (22.7) или (22.9). Однако более точное значение местного коэффициента трения можно определить из соотношения (22.18), но для этого требуется знание формпараметра Hi2- Покажем, как можно вычислить этот формпараметр. [c.610]

При Ке<г<Ре(гкр=2-10 происходит отрыв ламинарного пограничного слоя, причем угол отрыва фот=80 85° (рис. 12-27). Если число Рейнольдса больше критического, происходит не отрыв пограничного слоя, а переход от ламинарного пограничного слоя к турбулентному. Турбулентный пограничный слой более устойчив по отношению к процессу торможения из-за нарастания давления во внешнем потоке, чем ламинарный, ибо он обладает большей кинетической энергией. Поэтому отрыв турбулентного пограничного слоя происходит при большем значении угла фот==140° (рис. 12-28). [c.288]

Отрезок жидкий 70 Отрыв пограничного слоя ламинарного 570 ----- турбулентного 683 [c.900]

Данные о турбулентном обтекании отрыв пограничного слоя, кризис сопротивления и механизм турбулизации пограничного слоя [c.85]

Наличие значительной диссипации энергии во всем объеме турбулентного следа, а также образование поверхности раздела при отрыве пограничного слоя приводят к тому, что тела, при обтекании которых возникает отрыв пограничного слоя, оказывают большое сопротивление набегающему потоку. При этом сопротивление, вообще говоря, будет тем меньше, чем уже турбулентный след, т. е. чем дальше на поверхности тела расположена точка отрыва. При достаточно больших числах Рейнольдса, при которых, однако, пограничный слой до точки отрыва остается ламинарным, коэффициент сопротивления [c.87]

Отсюда, между прочим, следует, что отрыв пограничного слоя может произойти только в области либо ламинарного, либо турбулентного движения, так как переход ламинарного слоя в турбулентный в диффузорной области происходит при значении параметра /, меньшем, чем его значение в точке отрыва. [c.252]

Остановимся на данных для наименьшего из задаваемых в экспериментах [1-3] значения е = 36° (фиг. 2 фиг, 6, точки /), наиболее близкого к рассмотренным в [4-6], Здесь во всех случаях имеется сверхзвуковое течение в возвратном потоке области отрыва с числом Маха М превышающим критические значения, при которых прямая ударная волна вызывает отрыв как ламинарного, так и турбулентного пограничных слоев [6, 8], Другими словами, в возвратном коническом течении при возрастании давления от до в условиях сверхзвукового потока должен реализоваться отрыв пограничного слоя, внутренний по отношению к основному - внешнему отрывному течению. [c.75]

Следовательно, отрыв пограничного слоя происходит тем ниже по течению, чем больше напряжение трения на стенке, поскольку в этом случае частицы жидкости пройдут больший путь в пограничном слое вдоль поверхности тела, прежде чем Тст станет равным нулю. Таким образом, в случае ламинарного пограничного слоя отрыв произойдет значительно выше по потоку, чем в случае смешанного пограничного слоя, когда на кормовой части шара имеется турбулентный пограничный слой. [c.344]

Схема отрыва потока при обтекании шара показана на рис. 7.1.И, а соответствующее распределение коэффициентов давления р— = р—р )1д —на рис. 7.1.12. Чем ниже по потоку происходит отрыв пограничного слоя, тем ближе по своему характеру обтекание шара потоком реальной (вязкой) жидкости к обтеканию его идеальной средой. Поэтому, несмотря на то, что сопротивление трения при переходе от ламинарного пограничного слоя к турбулентному возрастает, кризис обтекания приводит к уменьшению полной величины сопротивления шара вследствие уменьшения области пониженного давления в кормовой части (см. рис. 7.1.12). [c.344]

От линии отрыва отходит, как мы знаем, уходящая в глубь жидкости поверхность, ограничивающая область турбулентного движения. Движение во всей турбулентной области является вихревым, между тем как при отсутствии отрыва оно было бы вихревым лишь в пограничном слое, где существенна вязкость жидкости, а в основном потоке ротор скорости отсутствовал бы. Поэтому можно сказать, что при отрыве происходит проникновение ротора скорости из пограничного слоя в глубь жидкости. Но в силу закона сохранения циркуляции скорости такое проникновение может произойти только путем непосредственного перемещения движущейся вблизи поверхности тела (в пограничном слое) жидкости в глубь основного потока. Другими словами, должен произойти как бы отрыв течения в пограничном слое от поверхности тела, в результате чего линии тока выходят из пристеночного слоя в глубь жидкости. (Поэтому и называют это явление отрывом или отрывом пограничного слоя.) [c.231]

Из графиков на рис. 8.7 видно, что с увеличением значений отношения давлений Р углы а и Р увеличиваются, т.е. от потенциального ядра струи жидкость отделяется более интенсивно с увеличением скорости истечения струи из сопла. С увеличением скорости истечения струи турбулентность жидкости, из которой состоит потенциальное ядро, увеличивается. В связи с тем что истекающая струя не ограничена твердыми стенками, волновые возмущения, образованные турбулентностью на поверхности потенциального ядра (см. рис. 4.3), как следствие этого увеличиваются. При увеличении амплитуды волн интенсифицируется отрыв от поверхности потенциального ядра частиц жидкости. Вследствие интенсификации отделения частиц жидкости от потенциального ядра, длина последнего уменьшается, т.е. увеличивается угол сужения р. Отделившиеся от потенциального ядра частицы жидкости разлетаются в пространство, заполненное газом, на более коротком расстоянии от сопла, что увеличивает угол расширения пограничного слоя струи а. [c.195]

Величина критического перепада для турбулентного пограничного слоя при Мо<1,2 больше отношения давления в прямом скачке уплотнения (рпс. 6.35) и отрыв не может возникнуть. На рис. 6.35 приведены также значения отношения давления в косых скачках уплотнения с углами наклона а => 60° и 30° относительно скорости набегающего потока, подсчитанные но формуле (45) гл. III. Эти значения при Мо< 1,4 (а = 60°) и Мо<3 (а = 30°) оказываются меньше критического отношения давления, и отрыв турбулентного пограничного слоя не возникает. [c.348]

Если по поверхности раздела bed установить криволинейную твердую стенку русла, то получим безотрывную транзитную струю потеря напора при этом значительно уменьшит-с я. Такое снижение потерь напора объясняется тем, что касательные напряжения, возникающие вдоль установленной стенки, значительно меньше турбулентных касательных напряжений, действующих вдоль поверхности раздела. Поясненный выше отрыв транзитной струи может быть назван (несколько условно) инерционным отрывом транзитной струи от стенки русла . noivffliMO такого отрыва струи, можно различать еще отрыв транзитной струи (а в соответствующих случаях и отрыв пограничного слоя), обусловленный диффузией механической энергии поперек потока . Примером отрыва струи, вызванного поперечной диффузией механической энергии, может являться поток в сильно расширяющемся насадке (см. рис. 4-30), а также случай так называемого гидравлического [c.182]

Все изложенное относится к теории ламинарного пограничного слоя, которая находится во вполне удовлетворительном согласии с экспериментом и качественно подтверждается также имеющимися немногочисленными точными решениями уравнений Навье — Стокса. Однако на самом деле при повышении скоростей пограничный слой переходит в турбулентное состояние, что меняет весь режим течения (реальные струи, как правило, всегда турбулентны). Первоначально с этим явлением столкнулись в связи с экспериментальным исследованием коэффициента лобового сопротивления шара (Дж. Костанци, Л. Прандтль, Г. Эйфель). Оказалось, что при достижении чисел Рейнольдса порядка 10 дальнейшее увеличение числа Рейнольдса приводит к резкому падению коэффициента сопротивления шара примерно в два раза. Этому удивительному явлению дал объяснение Л. Прандтль Он показал, что при достижении указанных чисел Рейнольдса отрыв пограничного слоя вызывает его турбулизацию и последующее присоединение, что задерживает в целом отрыв потока от обтекаемого тела и тем самым резко снижает сопротивление ( кризис обтекания и сопротивления.) [c.298]

На рис. 55, который относится к немного большему значению числа Маха, мы видим завершение отрыва. Но аналогии с другим случаем отрыва потока мы называем это явление волновым срывом потока. Рис. 55 относится к случаю, где пограничный слой ламинарный. Если пограничный слой турбулентный, то оп оказывает до некоторой степени большее сопротивление отрыву. Это взаимосвязанное явление известно как взаимодействие ударной волны и иограпичиого слоя. Увеличение давления, вызванное ударной волной, может вызвать отрыв пограничного слоя, который в свою очередь влияет па образование ударной волны. Впервые эту задачу исследовали Акерет, Фельдман и Ротт [16] в Цюрихе и Липман [17] в Калифорнийском технологическом институте. [c.132]

Сформулирована задача о расчете турбулентного магнитогидродинамического (МГД) пограничного слоя в каналах высокотемпературных МГД-устройств с помощью замыкающего дифференциального уравнения для турбулентной вязкости. Показано, что в первом приближении оно сохраняет такой же вид, как в обычной газовой динамике, а влияние магнитного поля на характеристики пограничного слоя проявляется через МГД-силовые и тепловые источники, учитываемые в осредненных уравнениях движения и энергии. Предложена приближенная модель учета джоулева тепловыделения вблизи холодной электродной стенки канала. Проведены расчеты МГД-пограничных слоев для двух режимов при постоянной скорости внепЕнего потока и при постоянном давлении. При достаточно больпЕих электрических токах пограничный слой в первом случае характеризуется увеличением числа Стантона на электродной стенке и коэффициента трения на изоляционной стенке. Во втором случае происходит отрыв пограничного слоя на электроде, а на изоляционной стенке течение безотрывно практически при произвольном торможении внепЕнего потока. [c.551]

Таким образом, для вычисления сопротивления трения требуется знание градиента скорости на стенке. Этот градиент может быть определен только путем интегрирования дифференциальных уравнений пограничного слоя. Если отрыв пограничного слоя возникает до задней кромки обтекаемого тела, то вычисление по формуле (7.20) следует произвести только до точки отрыва. Далее, если ламинарный пограничный слой в каком-либо месте переходит в турбулентный, то интегрирование в формуле (7.20) следует выполнить до точки перехода. Позади этого места сопротивление трения подсчитывается иначе, а именно в соответствии с законами турбулентного течения, о чем будет сказано подробно ниже, в главе XXII. [c.132]

Отрыв пограничного слоя вносит качественное изменение в обтекание тела потоком жидкости, которое не ограничивается лишь появлением лобового сопротивления, а сопровождается образованием вихрей, срывающихся с цилиндра и уносящи.хся потоком жидкости. Они рассеиваются далеко позади цилиндра. Явление вихреобразования происходит так по любой нормали к поверхности цилиндра скорость жидкости постепенно возрастает от нулевой, которую имеет слой, непосредственно прилегающий к стенке, до скорости потока за пределами пограничного слоя, толщина которого мала. На рис. 3.2, а показано распределение скоростей при ламинарном течении в пограничном слое, а на рис. 3.2,6—при турбулентном течении, которое характеризуется более быстрым нарастанием скоростей у пластинки. [c.47]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...