Пограничный слой на наклонной стенке

Экспериментальные профили статической температуры и температуры торможения приведены на фиг. 10 скорость массообмена на этом графике принята в качестве параметра. В каждой точке пограничного слоя наклон кривой температуры торможения является мерой интенсивности локального переноса как кинетической, так и тепловой энергии. Как это следует из увеличения наклона кривых в области начиная с 2 мм от стенки и до внешней границы пограничного слоя, перенос энергии возрастает с увеличением переноса массы. Однако большая часть энергии поглощается в процессе нагревания вдуваемого воздуха и только некоторая ее доля достигает пористой поверхности. Уменьшение наклона кривых у стенки по сравнению со случаем нулевого вдува массы указывает на то, что тепловой поток весьма эффективно блокируется вдувом воздуха. [c.406]

Температурный профиль по существу определяется температурой стенки, температурой на внешней границе пограничного слоя и числом Маха для внешнего потока. Однако наклон профиля вблизи стенки зависит от градиента давления р . [c.349]

Если пограничный слой является турбулентным или искусственно делается турбулентным, прежде чем достигается максимум скорости, то на фотографиях обнаруживается сильный скачок уплотнения. Этот скачок приблизительно перпендикулярен стенке, и измерение распределения давления на стенке показывает быстрый рост давления, вызванный присутствием ударной волны. Иногда ударная волна имеет небольшой наклон в направлении потока, вероятно, потому, что основной поток отклоняется при отрыве или быстром возрастании толщины пограничного слоя. В подобных случаях, как и при ламинарном пограничном слое, также наблюдаются отраженные волны расширения, хотя это отражение недостаточно, чтобы устранить возрастание давления у стенки. [c.65]

Ни одна из известных теорий не учитывает влияние вязкости (и следовательно, пограничного слоя) или поверхностного натяжения. В основном влияние этих факторов на форму каверны и сопротивление учитывается условием сопряжения. Влияние пограничного слоя определяется числом Рейнольдса поверхностное натяжение должно затягивать отрыв и, следовательно, уменьшать наклон стенки каверны в точке отрыва. Шот [70] учитывал влияние поверхностного натяжения на двумерные кавитационные течения около тонких тел в рамках линейной теории. Он обнаружил, что если форма тела допускает плавный отрыв, то положение точки отрыва определяется условием непрерывности наклона касательной. Однако на телах с тупыми кормовыми частями такой отрыв невозможен и линия тока, совпадающая с поверхностью каверны, при отрыве от тела имеет излом. [c.233]

Позднее отсасывание пограничного слоя стало применяться также для уменьшения сопротивления трения. Для этого щель располагается в таком месте обтекаемого контура, чтобы точка перехода ламинарной формы течения в пограничном слое в турбулентную отодвинулась как можно дальше вниз по течению. В результате пограничный слой остается ламинарным на большем протяжении стенки, что и приводит к уменьшению сопротивления трения, так как последнее при ламинарном течении меньше, чем при турбулентном (см. рис. 14.9). Эффект, достигаемый в этом случае — сохранение пограничного слоя ламинарным,— объясняется двумя причинами. Во-первых, вследствие отсасывания пограничный слой делается тоньше, что уменьшает наклонность течения в нем к переходу из ламинарной формы в турбулентную [ ]. Во-вторых, в ламинарном пограничном слое профили скоростей имеют при отсасывании несколько иную форму, чем без отсасывания, и притом такую, которая даже при одинаковой толщине слоя также уменьшает наклонность течения к переходу из ламинарной формы в турбулентную (профили скоростей делаются более полными, см. рис. 14.6). К вопросу о переходе течения в пограничном слое из ламинарной формы в турбулентную, в частности, и при отсасывании, мы вернемся в главе ХУП. [c.355]

На снимке 1 (рис. 2) белая полоса изображает ударную волну, движущуюся слева направо. Правый край кадра представляет собой изображение отражающей стенки. Снимок 2 соответствует ранней стадии образования отраженной ударной волны. Как видно из последующих снимков (рис. 2), процесс отражения ударной волны сопровождается бифуркацией, т. е. взаимодействием ее с пограничным слоем, что приводит к сложной конфигурации скачков вблизи пограничного слоя. Эти скачки называют обычно в литературе Х-ножкой. В результате этого в средней части фотоснимков мы видим две вертикальные темные полосы, из которых передняя соответствует фронту отраженной ударной волны, а задняя — области больших градиентов в газе в месте соприкосновения второго наклонного скачка уплотнения А,-ножки с пограничным слоем. Перед отраженной ударной волной наблюдается широкая слегка затемненная полоса, передний край которой соответствует месту соприкосновения переднего скачка уплотнения >.-ножек с пограничным слоем. Эти зоны градиентов плотности расположены по периметру трубы и находятся не в объеме газа, а на границе пограничного слоя. [c.131]

Приближение узкого канала основывается на системе уравнений, описывающих единообразно всю область течения, и устраняет недостатки модели пограничного слоя. В то же время серьезным ограничением этой модели является условие малых значений тангенса угла наклона стенок канала к основному направлению течения, а кривизна стенок вообще не учитывается. Уравнения модели узкого канала получены [c.61]

Известно, что при высокоскоростных течениях в каналах с изломом контура возникают ударные волны, а в каналах с точками разрыва кривизны контура - локальные зоны торможения, что приводит к потерям импульса и другим нежелательным эффектам. Поэтому при конструировании предпочтение отдается гладким каналам с непрерывной кривизной контура. В [15-18] развита упрощенная модель внутренних течений вязких газов в гладких каналах. Предложенная в [15-18] параболическая модель гладкого канала является развитием модели узкого канала, описывает всю область вязкого и невязкого течения единой системой уравнений, но в отличие от модели узкого канала эта модель не содержит ограничения на степень сужения или раскрытия канала (тангенс угла наклона стенки канала к направлению основного течения) и естественным образом учитывает конечную продольную кривизну стенки канала. Модель гладкого канала описывает двумерный характер распределения давления в невязком ядре потока и учитывает эффекты второго приближения теории пограничного слоя [19] и, следовательно, область ее применимости по числу Re охватывает диапазон более низких чисел Re, чем модель узкого канала. Отметим, что упрощенные уравнения моделей узкого канала и гладкого канала имеют параболический тип и не учитывают передачу возмущений вверх по потоку в дозвуковых зонах течения. [c.62]

При равных давлениях теплота парообразования указанных ВОТ примерно в 9 раз меньще, чем у воды, и, следовательно, при равных плотностях тепловых потоков массовое паросодержание в обогреваемых трубах парогенератора ВОТ будет примерно в 9 раз больше, чем у водяных парогенераторов. При малых значениях скорости и кратности циркуляции это может привести к резкому уменьшению отвода теплоты от стенок обогреваемых труб к ВОТ вследствие образования в пограничном слое паровой пленки с низкой теплопроводностью (теплопроводность ВОТ примерно в 5...6 раз меньше, чем у воды). Произойдет недопустимый перегрев обогреваемых труб, разложение ВОТ в пограничном слое и в конечном счете эти трубы перегорят. Критическая плотность тепловых потоков при кипении ВОТ в обогреваемых (кипятильных) трубах находится в пределах 160...200 кВт/м . На основании вышеизложенного в целях надежной работы парогенерирующих труб теплогенераторы ВОТ проектируют на плотность теплового потока не выше 100 кВт/м , при этом не допускается обогрев опускных и парогенерирующих труб, установленных под углом наклона к горизонту < 85°. [c.288]

Поскольку первая производная от скорости, пропорциональная трению Тш, положительна, то и вторая производная (d uldy )y, также больше нуля. Отсюда тангенс угла наклона профиля скорости по координате . g а=ди1ду вблизи стенки должен возрастать с увеличением у, тем самым в зависимости скорости от координаты появится точка перегиба, ибо на границе пограничного слоя tga- 0. [c.103]

Результаты указанной обработки экспериментальных данных [9] позволяют заключить, что коэффициенты А и В зависят от режима течения в пограничном слое и типа решетки. Для реактивных решеток с плоскими торцовыми стенками экспериментальные точки довольно хорошо группируются в зависимости от режима течения в пограничном слое около прямых 1 и 2. Для реактивных решеток с несимметричным поджатнем наклон линии меняется (прямая 3). Прямые 4 и 5 характеризуют активные решетки с плавно суживающимися каналами, а прямая 6 — решетки с диффузорно-конфузорными каналами. Значения коэффициентов, полученных на основании обработки опытных данных, приведены в табл. 7. [c.250]

С 1). Развитие этого подслоя вызывает появление некоторого эффективного наклона стенки в основном пограничном слое потока, что в свою очередь приводит к образованию поля давления, которое зависит от распределения числа Маха в основном пограничном слое. Следовательно, должны быть решены две связанные между собой задачи "какие свойства подслоя, образованного трубкой Стантона в вязком потоке, обеспечивают постоянство касательного напряжения и каким образом вязкий подслой влияет на возмущение поля давления в невязком потоке с данным профилем числа Маха М(у). Эти задачи в основном решались методом Лайтхилла [13]. [c.175]

На фиг. 13.5 показано влияние излучения на распределение температурил в пограничном слое при Л .= 0,1 в случае холодной стенки. Чтобы проиллюстрировать пределы применимости приближения оптически толстого слоя, на этом графике приведены также распределения температуры для нескольких различных значений параметра g, полученные в результате точных расчетов, в которых радиационная часть задачи решалась при N = 0,1 и Рг = 1 для только излучающей и поглощающей жидкости (т. е. при ю = 0) и для черной стенки. Указанный на этом графике параметр xxjR.ef характеризует безразмерное расстояние от передней кромки пластины. Случай g = О соответствует течению неизлучающей жидкости. Профили температуры, получающиеся при точном решении задачи, расположены между профилями, соответствующими случаю отсутствия излучения и приближению оптически толстого слоя, однако наклон этих кривых на стенке сильно отличается от того, что дает приближение оптически толстого слоя. [c.550]

Ф и г. 17. Влияние числа Рейнольдса на ириращение давления при зарождающемся отрыве турбулентного потока перед наклонной стенкой [29]. Значками обозначены результаты перестроения кривых с фиг. 9 работы [29]. Кев = = ио6о/12уо, где и — скорость, 6 — толщина пограничного слоя, индекс О соответствует условию перед началом взаимодействия. i — приблизительный минимум Ке и для турбулентного течения при взаимодействии (фиг. 8 работы [29]). [c.259]

Влияние охлаждения турбулентного пограничного слоя в интервале температур от —18 до —85° С (что соответствует TJTs = = 0,96—0,75) на отрывное течение было экспериментально исследовано Чернецки и Синклером 168] при М о = 1,61 в интервале чисел Рейнольдса от 11,6-Ю до 34,8-10 , вычисленных по расстоянию от носка модели до точки отрыва и условиям в невозмущенном потоке. Результаты показывают, что влияние теплопередачи на пик давления, связанный с отрывом на теле вращения, очень слабо сказывается или почти не сказывается на угле наклона скачка уплотнения, вызываемого отрывом. Изменение условий теплообмена на стенках сверхзвукового сопла Лаваля за счет изменения температуры торможения не оказывает существенного влияния на отрыв [69]. [c.157]

Если (15/йр < О, то при увеличении давления сужение сверхзвуковых струек тока бывшего пограничного слоя перекрывает расширение дозвуковой части течения и в целом 5 уменьшается. Таким образом, если ё5/ёр < О, а донное давление больше, чем р, найденное из решения на основной части тела при х = 1, тогда необходимо предположить, что в локально невязкой области др/дх др/ду. В противном случае около внешней границы пограничного слоя исходные возмущения давления индуцировали бы разрежение. Наличие др/ду др/дх снимает этот парадокс, так как возмущения Ар во внешних частях пограничного слоя будут меньше, чем на стенке, и при Ар > О в целом А<5 остается положительным. Но из условия равенства продольных и поперечных перепадов давеления следует, что длина возмущенной области имеет такой же порядок, как ее толщина. Таким образом, жз 5/йр < О следует Ах (5, др/дх др/ду. С физической точки зрения такой результат понятен, так как исходные возмущения передаются вверх по течению по дозвуковой части пограничного слоя, а затем сносятся вдоль характеристик по сверхзвуковой части течения. Так как при М 1 наклон характеристик также порядка единицы, то для того, чтобы создать поперечный и продольный перепады давления одного порядка (причем так, чтобы перепады сверху были меньше по модулю, чем снизу), нужно, чтобы Ах Ау. [c.141]

Шероховатость, распределенная по площади. Измерения перехода ламинарной формы течения в турбулентную, вызываемого шероховатостью, распределенной по площади, привели пока лишь к немногим результатам [ ]. В работе Э. Г. Файндта для песочной шероховатости исследуется зависимость перехода ламинарного несжимаемого течения в турбулентное от размера зерен песка и от градиента давления. Измерения были выполнены в суживающемся и расширяющемся каналах с поперечным сечением в виде круглого кольца. Шероховатость была создана только на стенке внутреннего цилиндра, внешняя же стенка была оставлена гладкой и своим наклоном вызывала градиент давления. Найденная из этих измерений связь между критическим числом Рейнольдса /lД пep/v составленным для положения точки перехода, и числом Рейнольдса Ьхк Ь, составленным для размера песчаного зерна, изображена на рис. 17.44 для различных градиентов давления. При гладких стенках для различных градиентов давления получились значения С/1д пер/ от 2-10 до 8-10 . Столь широкий диапазон изменения числа Рейнольдса для точки перехода вполне понятен, так как градиент давления оказывает сильное влияние на устойчивость и соответственно на неустойчивость пограничного слоя. При возрастании величины UikJv критическое чисЛо Рейнольдса сначала остается таким же, как [c.491]

Полное сопротивление трения определяется посредством интегрирования. Определение сопротивления давления, чему будет посвящена глава XXV, требует, если только не происходит отрыва, также знания толька толщины потери импульса на задней кромке. Однако во многих случаях невозможно заранее знать, происходит или не происходит отрыв и имеется ли вообще наклонность к отрыву. В таких случаях необходимо в дополнение к поясненному выше вычислению толщины потери импульса определить, как изменяется вдоль обтекаемой стенки формпараметр, так как только таким путем можно выяснить, имеется ли у пограничного слоя наклонность к отрыву. Как уже было сказано в п. 2 настоящего параграфа, различными авторами были введены для профиля скоростей турбулентного пограничнога слоя различные формпараметры, для определения которых, так же как и для толщины потери импульса, составлены дифференциальные уравнения. [c.610]

Отношение скоростей Мь/Ме. Заранее не ясно, что используемое выше в соотношениях (8.28) и (8.29) отношение UblUe совпадает с отношением скоростей в ламинарном подслое. Скорее, как показывает предшествующее рассуждение, uJUe есть отношение скоростей для скорости в той точке пограничного слоя, выше которой массообмен не оказывает влияния на наклон кривой, дающей зависимость и от log у. Ясно, что при больших скоростях вдува некоторые жидкости, вводимые на стенке, могут проникать в турбулентное ядро пограничного слоя, и, таким образом, вышеприведенный анализ будет сомнителен. В действительности было бы счастливой случайностью, если бы и в случае больших скоростей вдува отношение Мь/Ме оказалось равным отношению скоростей на границе ламинарного подслоя. [c.289]

До некоторой степени аналогичная проблема возникла при разработке двигателя ЛТ90. И здесь было решено использовать компрессор высокого давления со ступенями, проточная часть которых имела наклонные внутрь стенки [9,64], Компрессорные лопатки первоначальной конструкции имели, по существу, скольжение вперед относительно натекающего на них потока (рис, 9,16), В результате этого оторвавшийся пограничный слой смещался в область корневого сечения лопатки и возможность нагружения лопаток существенно снижалась из-за скольжения. В такой ситуации, когда трансзвуковые скорости потока отсутствуют, скольжение лопаток только ухудшало характеристики решетки. Замена лопаток со скольжением на так называемые [c.288]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...