Устойчивост Скорость вблизи профиля

Профили скорости, рассчитанные теоретически, показаны на рис. 9.11 уже при небольших числах Ra возникает возвратное движение вблизи стенки трубы. При числе Ra = 187 теоретическое решение теряет смысл, поскольку знаменатель обращается в ноль, что означает отсутствие решения для данных граничных условий. Опыт, однако, показывает, что уже при меньших числах Ra рассматриваемое течение теряет устойчивость. Подобная конфигурация профиля скорости, видимо, приводит к образованию вихрей, вытянутых вдоль оси трубы и имеющих поперечный размер порядка радиуса трубы. Это приводит к сильному росту эффективной теплопроводности, особенно в осевом направлении. Вихревой перенос оказывается при этом пропорциональным произведению wR, а число Nu — пропорциональным числу Ре. Это иллюстрируется на рис. 9.12 результатами работы [22]. [c.220]

При рассмотрении профилей скорости, изображенных на рис. 16-1, возникает естественный вопрос в какой мере такое движение является устойчивым Действительно, при значениях Gr/Re>100 на профиле скорости возникает точка перегиба. При этом, как известно, течение становится менее устойчивым. С другой стороны, с увеличением отношения Gr/Re существенно возрастает заполненность профиля скорости у стенки, что несомненно повышает устойчивость течения в пристеночном слое. Особенно неблагоприятные условия с точки зрения устойчивости складываются при значениях Gr/Re около 500 и выше, когда скорость вблизи оси обращается в нуль, а затем изменяет знак на об- [c.316]

Рис. 1 показывает изменение Кз в ламинарном пограничном слое в зависимости от расстояния от стенки. На большом расстоянии от стенки его величина стремится к нулю, вблизи стенки — к бесконечности. Изменение знака наступает только для замедленного потока (кривая /). В ламинарном пограничном слое Kz весьма существенно зависит от расстояния от стенки. Критерий Кз имеет особое значение для проблемы устойчивости ламинарного пограничного слоя, так как оказывается, что при критическом значении числа Рейнольдса критическая зона для всех исследованных на сегодня плоских ламинарных пристеночных пограничных слоев лежит в интервале Кз== —5,52 0,47 [6]. Этот интервал установлен на основании обработки профилей скоростей [2, 3 и 5]. [c.185]

Однако более точный расчет показывает, что для сохранения погранич-ного слоя ламинарным коэффициент Q должен быть значительно выше, чем 1,4 10 . Это вполне понятно, так как асимптотический профиль скоростей возникает не сразу, а только начиная с некоторого расстояния от передней кромки пластины. Впереди этого профиля, вблизи передней кромки пластины, имеется профиль скоростей Блазиуса, который только постепенно на протяжении определенного начального участка переходит в асимптотический профиль. Такой начальный участок ламинарного пограничного слоя с отсасыванием показан на рис. 14.8. Профили скоростей в начальном участке имеют меньший предел устойчивости, чем асимптотический профиль, и поэтому здесь для сохранения ламинарного течения необходимо вести отсасывание в большем количестве, чем это следует из формулы (17.11). [c.467]

Полная ясность внесена работой Харта [ ]. В этой работе исследуется устойчивость стационарного плоскопараллельного движения между вертикальными плоскостями, нагретыми до разной температуры, при наличии направленного вверх вертикального градиента концентрации легкой компоненты. При малом градиенте концентрации профиль скорости близок к кубическому (см. 43) если же градиент достаточно велик, то движение происходит лишь в тонких пограничных слоях вблизи плоскостей основная масса жидкости в центральной части слоя практически неподвижна, причем в ней автоматически устанавливается горизонтальный градиент концентрации В, связанный с заданным градиентом температуры А соотношением рИ + + РгВ = 0. Поэтому при достаточно большом градиенте концентрации неустойчивость всей системы обусловлена, в сущности, термоконцентрационным механизмом, обсужденным выше. При большом вертикальном градиенте концентрации имеют место следующие асимптотические зависимости для критического числа Грасхофа (определенного по поперечной разности температур) и вертикального волнового числа кт [c.386]

Профили скорости и температуры изображены на рис. 118. В предельном случае N - О имеем четные профили, соответствующие однородному тепловыделению с плотностью Qo. При О профили теряют свойство четности, однако при сравнительно небольших N течение по-прежнему состоит из трех встречных потоков. При увеличении N исчезает левое нисходящее колено профиля и он состоит из двух встречных потоков. При N - оо в пределе получается нечетный кубический профиль скорости профиль температуры при этом в основной части сечения канала (за исключением тонкого пограничного слоя вблизи левой стенки, где сосредоточено тепловьщеление) становится линейным. В этом предельном случае амплитудные значения скорости и температуры стремятся к нулю. Таким образом, при увеличении N от нуля до бесконечности происходит непрерьшная деформация профилей основного течения от четных, соответствующих однородному тепловыделению, до нечетных, соответствующих слою с границами разной температуры. Аналогичные переходы при N - О и оо, естественно, обнаруживаются и в результатах решения задачи устойчивости [14, 15] (в этих работах амплитудная задача решалась методом Рунге — Кутта — Мерсона с пошаговой ортогонализацией). [c.181]

Скачкообразное изменение поля скорости при увеличении расхода может быть связано с явлением отрыва. В переходном канале отрыв происходит вблизи горла сопла в пеавтомодельной области. Если предположить, что течение и при отрыве остается ламинарным или становится таковым вниз по потоку, то достаточно далеко отрывное течение должно соответствовать автомодельному решению со знакопеременным профилем радиальной скорости. Например, 101 отвечает симметричному отрыву у обеих стенок. Предположе-. ние ламинарности, конечно, весьма сильное, и необходим анализ устойчивости автомодельных решений к возмущениям более общего характера. [c.72]

Многие области техники используют достижения механики жидкости к газа. Авиация и кораблестроение, основными проблемами которых являются скорость, устойчивость и управляемость самолета, ходкость, устойчивость и управляемость судна, неразрывно связаны с аэродинамикой и гидродинамикой. Такая смежная с авиацией отрасль техники, как реактивная техника, не только использовала достижения предыдущей эпохи, но и поставила, главным образом, перед газовой динамикой, ряд новых задач, послуживших дальнейшему значительному развитию этой сравнительно молодой отрасли механики жидкости и газа. Так, например, конкретная задача о возвращении космического корабля или баллистической ракеты на землю через плотные слои атмосферы вызвала к жизни многочисленные исследования по борьбе с разогревом поверхности твердого тела за счет тепла, возникающего при диссипации механичес ой энергии потока вблизи поверхности тела (в пограничном слое), с плавлением или сублимацией (непосредственным испарением твердой поверхности без прохождения процесса предварительного оплавления) поверхности корпуса ракеты. Совокупность этих и многих других близких задач привела к образованию нового раздела механики жидкости и газа — аэротермодинамики. Отметим еще важное значение гидроаэродинамики и газодинамики в турбостроении и двигателестрое-НИИ, особенно в создании реактивных и ракетных двигателей. Проточные части гидротурбины, паровой и газовой турбин, реактивного двигателя, компрессора или насоса представляют собой сложные конструкции, состоящие из ряда неподвижных (направляющие аппараты) и подвижных (рабочие колеса) лопастных систем. При вращении рабочих колес составляющие их лопатки обтекаются с большими относительными скоростями водой, газом или паром. От правильного гидродинамического расчета формы профилей и конструкции лопаток рабочих колес зависит достижение требуемой мощности машины, ее высокого коэффициента полезного действия. Надо также уметь рассчитывать и лопастные направляющие аппараты водяной, воздушной или газовой 1урбины, улучшать и другие элементы проточной асти, от гидроаэродинамического совершенства которых зависит качество турбины в целом. [c.16]

Изменение устойчивости пород достигалось с помощью подрезки борта карьера. При этом скорости как сейсмических, так и ультразвуковых волн уменьшались, причем особенно интенсивно-в интервалах профилей, примыкающих к борту карьера. Это связано с развитием растягивающих напряжений, особенно сильно проявляющихся вблизи борта. После того, как в результате подрезки вблизи борта карьера образовалась трещина и произошло обрушеьше пород, действие растягивающих напряжений закончилось, и скорости волн возросли [17]. [c.237]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...