Поток и циркуляция вектора скорости

Анализ взаимодействия закрученной струи со сносящим потоком на основе метода баланса действующих сил может быть осуществлен в системе координат xyz с началом отсчета в центре сопла, формирующего струю (рис. 7.34). Плоскость xOt образует поверхность вдува, над которой распространяется основной поток с плотностью и равномерным профилем скорости V. Закрученная струя истекает из сопла диаметром под углом к направлению основного потока. Закрутку струи будем характеризовать циркуляцией вектора скорости Г по ее границе. [c.360]

Если число Маха набегающего потока настолько мало, что течение во всей области является дозвуковым, то поле скоростей обязательно потенциально. Вследствие того, что движение плоское, циркуляция скорости по контуру, охватывающему цилиндр, не изменяется по его длине, так что поверхность, образованная сходящими с тела линиями тока, не является поверхностью тангенциального разрыва (вихревой пеленой) давления с обеих сторон поверхности тангенциального разрыва одинаковы, а, следовательно, при одинаковом значении константы в интеграле Бернулли одинаковы и модули скорости с обеих сторон в плоском движении это означает и непрерывность вектора скорости. [c.334]

Здесь Г — по-прежнему циркуляция скорости, взятая по любому контуру, охватывающему данный единичный профиль. Таким образом, можем сформулировать следующую теорему при обтекании единичного профиля потенциальным потоком равнодействующая сил, приложенных к профилю, равна произведению плотности и скорости набегающего потока на значение циркуляции Г вокруг профиля. Для отыскания направления равнодействующей, являющейся в этом случае подъемной силой, нужно вектор скорости повернуть на угол л/2 в сторону, противоположную направлению циркуляции. [c.12]

Чтобы получить направление силы Р , следует вектор скорости щ повернуть на угол л/2 в направлении, противоположном циркуляции. Эта сила называется подъемной или поперечной силой Жуковского. Она является результатом того перераспределения давлений по поверхности цилиндра, которое вызвано действием присоединенного к потенциальному потоку вихря. Определяемую формулой (7.41) поперечную силу можно получить и опытным путем, создав условия обтекания цилиндра, близкие к теоретическим. Этого можно достигнуть, если круглый цилиндр, обтекаемый потоком реальной жидкости, вращать вокруг своей оси. Тогда наблюдается картина обтекания, показанная на рис. 7.12, весьма сходная с теоретической (см. рис. 7.10), и возникает поперечная сила Жуковского (эффект Магнуса). Это позволяет предполагать, что не только для частного случая обтекания круглого цилиндра, но и для случаев обтекания тел других форм можно, внося в потенциальный поток некоторую систему вихрей, получать такие течения, которые близки к наблюдаемым и в которых действуют гидродинамические силы, совпадающие с измеряемыми в опытах. [c.229]

Из формул (7.47) и (7.48) следует, что вектор силы Р направлен нормально к вектору скорости о (см. рис. 7.14). Замечая, что в последнем выводе циркуляция взята положительной (соответственно вращению вихря против часовой стрелки), и принимая во внимание результат, полученный при циркуляционном обтекании круглого цилиндра, можно установить следующее правило для определения направления поперечной силы Жуковского следует вектор скорости потока в бесконечности повернуть на угол л12 в направлении, противоположном циркуляции. Так как поток всюду вне тела предполагается потенциальным, а вихри расположены только на поверхности тела или внутри него, то циркуляцию можно вычислять по любому контуру, охватывающему тело. [c.235]

Наложим на бесциркуляционный поток, обтекающий круглый цилиндр, одиночный плоский вихрь с центром в начале координат и циркуляцией Г. Вращение вихря выберем по часовой стрелке. В результате такого сложения мы снова получим поток, обтекающий круглый цилиндр. Действительно, мы видели, что в результате сложения прямолинейного потока и диполя образуется течение, имеющее одну из линий тока в виде окружности Ь, которую мы и приняли за След поверхности цилиндра (см. рис. 117). Но в прибавляемом дополнительно вихре все линии тока являются окружностями. Следовательно, среди них найдется и окружность и, совпадающая с L. Поскольку векторы скоростей в совпадающих точках Ь и Ь коллинеарны, то новая линия тока, получаемая в результате сложения, также будет окружностью того же радиуса, и мы снова примем ее за след поверхности цилиндра. Очевидно, все другие линии тока в результате сложения изменят свою форму. Суммированием получим комплексный потенциал нового течения [c.243]

Теорема. Если поток, имею-ш,ий в бесконечности скорость Уо,, обтекает контур и циркуляция скорости по этому контуру равна Г, то равнодействующую силу давления жидкости на контур получим, если умножим вектор, представляющий собой скорость потока в бесконечности, на циркуляцию скорости и на плотность жидкости и повернем полученный вектор на прямой угол в сторону, обратную циркуляции. [c.214]

Равенство (8.28) представляет собой теорему Н. Е. Жуковского для решетки, обтекаемой потенциальным потоком с циркуляцией Г в бесконечности. Обычно рассматривается движение, потенциальное всюду вне профилей. Согласно этой формуле имеем, что сила Л перпендикулярна к средней скорости ( 1 -)- У2)/2 и пропорциональна плотности и циркуляции по контуру, охватывающему один раз профили и внутренние вихревые области или каверны в одном периоде. Согласно формуле (8.28) направление силы Л получается поворотом вектора средней скорости на прямой угол против направления циркуляции Г (т. е. в данном случае, при Г О, по ходу часовой стрелки, поворот характеризуется множителем — ). [c.84]

Уравнения (110) и (111) выражают теорему о подъёмной силе Жуковского в применении к профилю решётки подъёмная сила, с которой поток действует на профиль А, равна произведению плотности жидкости р на циркуляцию скорости по контуру профиля Tj и на значение скорости в бесконечности w направление вектора силы повёрнуто к скорости на прямой угол в сторону, обратную циркуляции. План сил, действующих на профиль решётки в идеальной жидкости, дан на фиг. 48. [c.364]

ЗАКОН [периодический Менделеева свойства простых тел, а также формы и свойства соединений элементов находятся в периодической зависимости от величины атомных весов элементов Планка описывает мощность излучения черного тела как функцию температуры и длины волны подобия Рейнольдса коэффициенты, необходимые для вычисления гидравлического сопротивления геометрически подобных тел, равны, если равны соответствующие числа Рейнольдса в этом случае оба потока подобны полного тока <для токов проводимости циркуляция вектора напряженности магнитного поля постоянного электрического тока вдоль замкнутого контура пропорциональна алгебраической сумме токов, охватываемых этим контуром для магнетиков циркуляция вектора магнитной индукции вдоль замкнутого контура пропорциональна алгебраической сумме токов, охватываемых этим контуром обобщенный циркуляция вектора напряженности магнитного поля постоянного электрического тока вдоль замкнутого контура пропорциональна алгебраической сумме токов, охватываемых этим контуром и током смещения ) постоянства <гранных углов в кристаллографии по величине двугранных углов в кристалле можно установить, к какой кристаллической системе и к какому классу относится данный кристалл состава каждое химическое соединение, независимо от способа его получения, имеет определенный состав ) преломления (света отношение синусов углов падения и преломления на границе двух сред равно отношению скоростей света в этих средах Снеллиуса отношение синусов углов падения и преломления луча электромагнитных волн на границе раздела двух диэлектрических сред равно относительному показателю преломления двух сред (второй среды по отношению к первой) ) [c.235]

Возвращаясь к первой формуле (83) и принимая во внимание ее векторный характер, заключим, что величина главного вектора В равна произведению плотности жидкости на величину скорости набегающего потока и величину наложенной циркуляции (Г — алгебраическая величина, которая может быть как положительной, так и отрицательной) [c.193]

Подсчитаем число параметров, определяющих это решение задачи обтекания. Функция g и радиус R полностью определяются видом обтекаемого контура у и принятыми условиями нормировки. Вектор скорости в бесконечности V o остается свободным параметром — мы можем задавать его произвольно. Остается выяснить ситуацию с величиной циркуляции Г. Как видно из (9), эта величина полностью определится, если известен аргумент образа точки разветвления или схода потока при отображении g. В принципе эти точки можно задавать произвольно, так,что Г также является свободным параметром. [c.165]

Теорема Кутта —Жуковского ). Если неподвижный профиль крыла обтекается с циркуляцией К равномерным плоско-параллельным потоком воздуха со скоростью V в бесконечности, то на крыло действует подъемная сила, равная КяУ и направленная перпендикулярно скорости V. Направление вектора подъемной силы получается поворотом вектора V на прямой угол в сторону, противоположную направлению циркуляции. [c.188]

Здесь 5 - произвольная поверхность, ограниченная контуром х и - единичный вектор нормали. Кро.ме того, учтена связь (1.1) между ротором скорости и завихренностью. Правило обхода контура показано на рисунке. Соотношение (1.7) означает, что поток вихря через произвольную открытую поверхность равен циркуляции скорости вдоль замкнутой кривой. Но это утверждение справедливо для односвязных областей течения, где любой замкнутый контур является стягиваемым. [c.26]

В. Н. Жигулев, 1959). Для малых возмущений и идеальной несжимаемой среды доказан аналог теоремы Томсона (М. Н. Коган, 1961), согласно которому в общем случае сохраняется циркуляция вектора V Л по контуру, движущемуся со скоростью V zt. Л. Следовательно, комбинация тока и вихря может переноситься не только вверх по потоку, но и вбок, в зависимости, от величины магнитного поля. При этом в общем случае образуются два следа, идущих в разные стороны. [c.440]

Циркуляция г и скорость набегающего потока по теореме Жуковского определяют подъемную силу крыла — главный вектор сил давления на крыло — она ортогональна направлению скорости набегающего потока и равна р [c.134]

Таким образом, в отличие от потенциального течения, при наличии скачков уплотнения возникает сила сопротивлениях X (она имеет направление вектора скорости набегающего потока), пропорциональная интенсивности скачков и их протяженности. Что касается подъемной силы Y, то она формально выражается так же, как и в теореме Жуковского, однако отличается тем, что циркуляция Гоо вычисляется на бесконечном удалении от профиля. В потенциальном потоке Гоо и циркуляция скорости Го по контуру профиля одинаковы, но в вихревом течении они различны. Таким образом, волновая компонента подъемной силы равна —p w Too — Го). [c.189]

Показателями опрокидывания циркуляции являются смена вектора скорости по показаниям напорных трубок на противоположный в течение длительного времени (не на мгновение) и быстрый рост температуры стенки трубы в запариваемой зоне. Это явление связано со скольжением пара в трубе и невозможностью преодолеть им динамическое воздействие движения воды вниз. Опрокидывание потока проверяют в экранных трубах котлов с естественной циркуляцией, введенных в барабаны и выносные циклоны ниже уровня воды или в коллектор. В прямоточных котлах и водяных экономайзерах опрокидывание потока проверяют независимо от их рабочего давления. Проверку на опрокидывание проводят одновременно с проверкой застоя. [c.36]

Направление подъемной силы зависит от знака циркуляции и направления скорости набегающего потока. Можно воспользоваться следующим мнемоническим правилом направление подъемной силы получается, если совместить вектор скорости набегающего потока с центром цилиндра и повернуть этот вектор на тс/2 в сторону, противоположную циркуляционному движению (рис. 5.15). [c.85]

Для получения циркуляционного обтекания окружности наложим на рассмотренный выше поток чисто циркуляционное течение от единичного вихря, поместив его в начало координат, т. е. в центр окружности. Скорость, индуцированная точечным вихрем с циркуляцией Г, по величине равна Г/(2яг) и направлена всегда по нормали к радиусу-вектору. [c.21]

Компоненту Ry называют поперечной силой в тяжелой жидкости она слагается из трех сил силы Архимеда Ау (см. 13), направленной по вертикали вверх и не зависящей от скорости потока, силы трения Т у , определяемой вторым интегралом (44.2) и зависящей от распределения сил трения по поверхности тела, и вертикальной слагающей У силы (см. 31) направление этой слагающей зависит от направления циркуляции вектора скорости и может совпадать с направлением архимедовой силы или быть противоположно ей. [c.159]

ПОДЪЕМНАЯ СИЛА — сила, перпендикулярная вектору скорости движения центра тяжести тела, возникающая вследствие несимметрии обтекания тела потоком жидкости (газа). В двумерной модели движения крыла в идеальной и несжимаемой жидкости (рис. 1) несимметричное движение жидкости у границ крыла можно представить как сумму поступат. движения со скоростью о и циркуляц. движения интенсивностью Г. В суммарном течении при выбранном направления циркуляции скорость у ниж. границы профиля будет меньше, а давление больше, чем у верхней [c.670]

Последний из разобранных примеров может служ пть доказательством теоремы Жуковского сила давления потока циркуляцией — подъемная сила — равна произведению плотности жидкости р на ее скорость в бесконечности V o и на величину циркуляции Г направление подъемной силы перпендикулярно вектору скорости потока и вектору циркуляции и обратно направлению циркуляции . [c.133]

Главный вектор, как показывает формула (84), лежит в плоскости течения и направлен перпендикулярно к скорости на бесконечности в сторону, определяемую векторным произведением (84). Обычно бывает очень трудно заранее определить, в какую сторону направлен вектор Г внутрь или наружу относительно плоскости чертежа. Если известно направление обхода контура, при котором Г > О, это направление условно называют направлением положительной циркуляции, или, короче, направлением циркуляции —тогда по общим правилам принятого у нас в курсе правого винта легко найти и сторону, в которую направлен вектор Г. Так, если направление цир- У-1ЯЦИИ совпадает с врап[ением по часовой стрелке, а поток набегает слева, вектор Г направлен вглубь чертежа, а сила Р—вверх это можно получить, если вектор скорости повернуть на 90 сторону, противоположную циркуляции. [c.281]

Из формул (66) и (67) следует, что Г определяет поле скоростей частиц жидкости (величину работы вектора скорости по какой-либо линии тока). Мы будем называть Г циркуляцией точечного вихря, помещенного в начале координат (при рассмотрении пространственного потока лучще говорить, что Г есть циркуляция вихря, совпадающего с осью Oz). Из формулы (66) мы заключаем, что при г->0 У- оо. Следовательно, начало координат (точка О), где расположен точечный вихрь, является особой точкой поля скоростей. [c.293]

Итак, если потенциальный поток идеальной жидкости, имеющий скорость на бесконечности, равную плавно обтекает некоторый контур, причем циркуляция скорости вокруг этого контура равна Г, то подъемная сила контура равна по величине произведению плотности жидкости на циркуляцию и на скорость потока в бесконечности. Чтобы определить направление подъемной силы, достаточно повернуть вектор скорости потока в бесконечнсти на 90° против направления течения, обусловленного присоединенным вихрем. [c.304]

Этот парадоксальный результат возникновения результирующего давления в составном потоке при отсутствии такового в составляющих его потоках — чисто поступательном и чисто циркуляционном, находит свое объяснение в асимметрии течения, получающегося при сложении этих потоков. Считая, например, циркуляцию положительной и взяв для сравнения две точки пересечения контура цилиндра с осью Оу, в которых векторы скоростей составляюнгих потоков коллинеарны, мы видим, что в верхней точке, где эти скорости противоположны по направлению, результирующая скорость окажется меньще по величине результирующей скорости в нижней точке контура, где величины составляющих скоростей складываются арифметически. Поэтому, как это следует из интеграла Бернулли, давление иа цилиндр в верхней точке оказывается больше давления в нижней точке, что и объясняет возникновение результирующего давления, направленного вниз. Формула (3.22) является частным выражением формулы Кутта —Жуковского, применимой к любой форме безотрывно обтекаемого контура (см. ниже 6 и 8). [c.251]

Жуковского для единичного профиля при обтекании единичного профиля [крыла) газовым потоком равнодействуюгцая сил, приложенных к профилю, равна произведению плотности и скорости, взятых в бесконечном удалении от профиля, на величину циркуляции Гд вокруг профиля. Для отыскания направления равнодействующей, называемой в этом с. учае подъёмной силой, нужно вектор скорости повернуть на 90° в сторону против направления циркуляции. [c.360]

Для расчета, помимо подъемной силы и других характеристик обтекания крылового профиля в решетке, в частпост , его кавитационных свойств, местных нагрузок от давления потока на профиль, моментных характеристик профиля в решетке уже недостаточно знания вектора скорости набегающего потока и величины наложенной циркуляции. Необходимым становится разыскание распределения скоростей по обводу профиля, а тем самым и распределения давления по его поверхности. [c.265]

Основной особенностью задач разбираемого сейчас типа является образующееся из-за нелинейности уравнений несоответствие между направлениями линий тока внутри пограничного слоя и во впещнем потоке. В то время как во внешнем безвихревом потоке имеет место простое сложение векторов скорости продольного и трансверсального потоков, внутри пограничгюго слоя, где движуще управляется нелинейными уравнениями (конвекция ), такой простой суперпозиции потоков уже пет. Разница между направлениями течений вне и внутри пограничного слоя позволяет говорить о наличии в этом случае в пограничном слое некоторых вторичных течений. В подавляющем числе задач о трехмерных пограничных слоях основное значение приобретает разыскание этих вторичных течений. В той простейшей задаче, которая сейчас будет рассмотрена, вторичные течения также существуют и будут определены. Рассмотрим задачу о пространственном пограничном слое вблизи лобовой критической линии разветвления набегающего на цилиндр потока, вдоль которой 7 = 0. На цнлиндре бесконечного размаха критическая линия располагается по образующей цилиндра, а положение ее зависит от контура нормального сечения цилиндра, от угла атаки, циркуляции. Для дальнейшего важно лишь, что, располагая начало координат на критической линии, будем иметь продольную U и трансверсаль[1ую W скорости tia вненшей границе пограничного слоя равными (с >0 — константа, зависящая от формы носка крыла и угла атаки) [c.601]

ВИХРЕВЫЕ ТОКИ (токиФуко), токи, возникающие в проводниках, расположенных в вихревом электрич. поле. По закону индукции скорость уменьшения магнитного потока через данную поверхность (м а г-нитный спад) равна электрическому напряжению вдоль контура, ограничивающего эту поверхность (циркуляции вектора напряженности электрич. поля). Т. о. изменение магнитного потока создает вихревое электрич. поле, не имеющее потенциала и характеризуемое замкнутыми силовыми линиями или во всяком случае линиями, не имеющими ни начала ни конца. Поскольку в этом вихревом поле расположены проводники электричества, в них возникает (индуктируется) ток, плотность к-рого j по закону Ома пропорциональна вектору напряженности электрич. поля = = уЕ, где у — удельная проводимость. С этой точки зрения токи, индуктируемые в обмотках трансформаторов и электрич. машин, тоже являются В. т. однако благодаря сравнительно малому сечению применяемых проводов и специальному их расположению индуктируемые в этих проводах токи легко вычисляются и м. б. направлены желательным для эксплоатации образом. Поэтому принято называть В. т. только такие индуктированные токи, к-рые замыкаются в вихревом электрич. поле. Токи, индуктируемые в обмотках алектрич. машин и трансформаторов, выводятся наружу за пределы вихревого электрического поля. Это позволяет сравнительно просто рассчитывать электрич. цепь таких токов, вводя понятие эдс, индуктируемой в той части цепи, к-рая расположена в вихревом поле. Такой упрощенный расчет невозможен при определении В. т. в массивных проводах. Здесь введение эдо вместо рассмотрения вихревого поля только осложнило бы расчет. Поэтому для определе ния В. т. приходится интегрировать диферен циальные ур-ия Максвелла в данной сре де с учетом граничных условий задачи. Там где этот расчет оказывается слишком сложным пользуются эмпирич. ф-лам н и определяют соответствующие коэф-ты опытным путем Возникновение В. т. во многих случаях неже лательно, потому что по закону Джоуля они нагревают проводники. Кроме того они иска жают магнитные поля к по закону Ленца осла бляют в машинах полезный магнитный поток создавая необходимость увеличивать соответствующие ампервитки возбуждения. Изуче ние В. т. тесно связано с изучением вытеснения тока или поверхностного аффекта (см.) в проводниках, так как в массивных телах плотность тока распределяется неравномерно благодаря тому, что энергия электромагнитных волн поглощается по мере проникновения в толщу тела. [c.438]

Из (6.3.21) следует, что действующая сила представляет собой вектор, перпендикулярный вектору скорости набегающего потока, и является, следовательно, подъемной силой. Ее направление совпадает с направлением вектора, который получается путем поворота аектора скорости на угол л/2 навстречу циркуляции. Эта сила называется силой Жуковского. [c.241]

При поперечном циркуляционном обтекании идеальной жидкостью бесконечного цилиндра на его участок длиной в один метр действует подъемная сила (сила Жуковского), перпендикулярная к вектору скорости невозмущенного потока и равная произведению плотности тока невозмущенного потока на циркуляцию скорости окол0 цилиндра. Направление подъемной силы укажет вектор ско-рости невозмущенного потока, если его повернуть на прямой угол в сторону, обратную направлению циркуляции скорости, [c.89]

Движение, аналогичное рассматриваемому, можно наблюдать при обтекании вращающихся тел реальной жидкостью, так как вращающиеся тела увлекают -вязкую жидкость в циркуляционное движение (величина циркуляции скорости определяется окружной скоростью поверхности тела). В этом случае возникновение силы, поперечной к вектору скорости невозмущенного потока, называется эффектом Магнуса. Эффект Магнуса использовался при создании ротора Флетнера — вертикальной, вращаемой башни, устанавливаемой на палубе корабля и создающей при ветре силу тяги, перпендикулярную к направлению етра. Аналогично теннисные и волейбольные мячи, в за-висимости от направления и интенсивности закрутки, меняют направление полета самым неожиданным образом . [c.89]

Если установившийся плоскопараллельный потенц. поток (см. Потенциальное течение) несжимаемой жидкости набегает на бесконечно длинный цилиндр перпендикулярно его образующим, то на участок цилиндра, имеющий длину вдоль образующей, равную единице, действует подъёмная сила У, равная произведению плотности р среды на скорость у потока на бесконечности и на циркуляцию Г скорости по любому замкнутому контуру, охватывающему обтекаемый цилиндр, т. е. Y—pvГ. Направление подъёмной силы можно получить, если направление вектора скорости на бесконечности повернуть на прямой угол против направления циркуляции. Ж. т. справедлива и при дозвук. обтекании профиля сжимаемой жидкостью (газом). Для звук, и сверхзвуковой скоростей обтекания Ж. т. в общем виде не может №ыть доказана. [c.193]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...