Турбулентный поток на плоской пластине

Турбулентный поток на плоской пластине [c.362]

В работе [26] исследуется влияние близости стенки на показания термоанемометра в ламинарном и турбулентных слоях на плоских пластинах из стали и оргстекла. Для ламинарного слоя величина поправки не зависит от материала. При турбулентном режиме у разных пластин поправки сильно различаются, так как помимо теплопроводности в этом случае передачу тепла к стенке осуществляет турбулентный теплоперенос и, следовательно, сопротивление воздуха потоку тепла становится сравни- [c.113]

На основе к - -модели турбулентности проведены расчеты сжимаемого пограничного слоя с учетом его взаимодействия с внешним невязким потоком на плоской пластине с локальными участками нагрева ее поверхности. Исследовано влияние параметров нагрева и вязко-невязкого взаимодействия на изменение локального и интегрального коэффициентов трения. Рассмотрена зависимость эффективности термического метода уменьшения вязкого сопротивления от параметров объемного подвода тепла к газу. [c.96]

Большинство реальных систем газ —твердые частицы является турбулентными, однако в ряде работ [731, 734, 735] рассматривается ламинарный пограничный слой на плоской пластине. Это позволяет математическими методами выявить некоторые важнейшие факторы, характеризующие взаимодействие такой системы с границей. По этой же причине исследуется ламинарный пограничный слой газа, хотя в промышленных установках газовые потоки являются, как правило, турбулентными. В данном разделе электростатические эффекты не рассматриваются (гл. 10). [c.345]

Это предположение подтверждается следующими экспериментальными фактами. Во-первых, профиль скорости в пограничном слое на стенках прямолинейных участков цилиндрических труб такой же, как и профиль скорости на плоской пластине, независимо от того, какое течение — ускоренное или замедленное — предшествовало течению около прямолинейного участка трубы. Во-вторых, профиль скорости над точкой отрыва в турбулентном пограничном слое несжимаемой жидкости не зависит от параметров течения во внешнем потоке до точки отрыва. Универсальность отрывного профиля нри различном характере течения до сечения отрыва также говорит о том, что можно пренебречь влиянием внешнего потока вне небольшой окрестности рассматриваемого сечения. Наконец, опыты но исследованию взаимодействия скачка уплотнения с пограничным слоем непосредственно показывают, что заметные изменения в пограничном слое происходят лишь на расстоянии, равном всего не скольким толщинам пограничного слоя. Следовательно, даже очень сильное изменение давления во внешнем потоке, вызванное скачком уплотнения, влияет на характер течения в пограничном слое впереди скачка уплотнения лишь в малой окрестности. [c.332]

Рассмотрим, наконец, вопрос о величине пути смешения турбулентных пульсаций температуры. Пусть в изотермическом плоскопараллельном турбулентном потоке, омывающем бесконечную пластину той же температуры, на поверхности пластины образуется мгновенная плоская пульсация температуры, которая распространяется затем поперек потока [c.421]

Значительное число исследований связано с определением перехода ламинарной формы течения в турбулентную на плоской пластин-к е, обтекаемой в продольном направлении. Согласно этим исследованиям, координата точки перехода П (рис. 1.10.1), отсчитываемая от передней заостренной кромки пластинки О, при обычном состоянии набегающего воздушного потока определяется экспериментальным критическим числом Рейнольдса [c.90]

Обнаружено также незначительное изменение коэффициента турбулентной вязкости. Учитывая, кроме того, что на плоской пластине величина ш мало зависит от местного числа Рейнольдса, можно допустить, что такое. положение будет справедливо и в потоках с про- [c.185]

Рис. 11-37. Влияние термической диффузии на плотность теплового потока при вдуве гелия в турбулентный пограничный слой на плоской пластине, обдуваемой потоком воздуха при Мм =4.

В Л. 68, 249] сделана попытка определить форму распределения скорости во внешней части равновесных слоев на основе допущения о постоянстве турбулентной вязкости. Полученные данные показывают, что величина (о мало влияет на распределение средней скорости. Обнаружено также незначительное изменение коэффициента турбулентной вязкости. Учитывая, кроме того, что на плоской пластине величина ш мало зависит от местного числа Рейнольдса, можно допустить, что такое положение будет справедливо и в потоках с продольным градиентом давления. Тогда условия существования равновесных слоев, указанные в табл. 10-2, будут приближенно выполняться и на гладких поверхностях. [c.338]

При заданных распределении скорости внешнего потока вдоль поверхности обтекаемого тела 1(х) и числе Рейнольдса набегающего потока Woo//v вычисляются коэффициент трения при обтекании турбулентным потоком плоской пластины с соответствующим значением числа Рейнольдса и постоянная интегрирования С 1 по уравнению (12-68) при п = 6. Коэффициент трения для турбулентного пограничного слоя на плоской пластине [c.434]

Рис. 13-5. Соотношение между коэффициентами трения с/ и с/о на плоской пластине при ее продольном обтекании турбулентным потоком воздуха с теплообменом в зависимости от температуры стенки.

В п. 8.2 и 8.3 рассматривается только влияние переноса массы на поверхностное трение и теплопередачу химически не реагирующего сжимаемого газа в турбулентном пограничном слое. Затем мы усложняем теорию, принимая во внимание наряду с эффектами переноса массы эффекты химических реакций. В число химических реакций, рассматриваемых в теории, включаются как реакции, происходящие только между компонентами внешнего потока, так и между ними и компонентами, входящими в пограничный слой в результате передачи массы на поверхности тела, вне зависимости от механизма передачи массы. Полученные результаты будут соответствовать течению на плоской пластине при отсутствии градиента давления. [c.276]

Представлен вариант двухпараметрической модели турбулентности, позволяющий непрерывным образом рассчитывать область течения от ламинарного до турбулентного режимов, включая переход, в условиях высокой интенсивности турбулентности набегающего потока. Показана возможность теоретического описания свойств теплового перехода квазистационарной моделью турбулентности при периодических распределениях скорости набегающего потока. Численные результаты сопоставляются с экспериментальными и теоретическими данными. Предлагаемый подход развит для определения совместного влияния параметров гармонических колебаний внешней скорости и турбулентности набегающего потока на характеристики теплопереноса на плоской пластине с различными граничными условиями для энтальпии. [c.82]

Для турбулизированных пристеночных течений введение дополнительных эмпирических функций в коэффициенты модельных уравнений позволило получить согласованные численные результаты с экспериментальными данными [14-16] для описания переходной структуры потока в пограничном слое при изменении от малых до больших значений локальных турбулентных чисел Рейнольдса. Возможность использования модифицированной квазистационарной модели при высокой интенсивности турбулентности и гармонических колебаниях скорости внешнего потока для расчета характеристик течения неустановившегося пограничного слоя на плоской пластине показана в [17]. [c.83]

В настоящем исследовании на основе модифицированной двухпараметрической К - е-модели изучается влияние параметров турбулентности набегающего потока на развитие тепловых переходных процессов как в стационарном, так и в нестационарном пограничных слоях на плоской пластине. Для турбулизированного набегающего потока численные решения стационарной задачи сопоставляются с экспериментальными данными и служат начальными условиями для расчета характеристик нестационарного пограничного слоя. Дается анализ совместного влияния параметров гармонических колебаний скорости внешнего невязкого потока и турбулентности набегающего потока на нестационарные характеристики теплопереноса. [c.83]

Нестационарная теплопередача. Влияние предыстории турбулизированного потока на развитие пульсационных характеристик движения и теплопередачи на плоской пластине в нестационарном пограничном слое с осциллирующим распределением внешней скорости (1.4) исследуется численно при ламинарном, переходном и турбулентном режимах. [c.91]

Таким образом, длина пути смешения турбулентных пульсаций при продольном обтекании плоской пластины турбулентным потоком жидкости пропорциональна расстоянию от пластины. На пропорциональность между I и 2 в плоскопараллельном турбулентном потоке жидкости было впервые указано Прандтлем. [c.400]

В сечении турбулентного пограничного слоя, отстоящем на расстоянии х = 2 м от носка плоской пластины, обтекаемой воздушным потоком со скоростью Уоо = 50 м/с, измерен профиль продольных скоростей V у) и вычислена толщина потери импульса б = 0,003085 м. Определите средний по длине пластины (L = = X = 2 м) коэффициент трения f. [c.671]

Дональдсон и Ланге [41] определили приращение давления, при котором возникает отрыв ламинарного и турбулентного потоков на плоской пластине, и провели эксперименты в интервале значений Ке от 2-10 до 19-10 в струе с М < = 3,03. [c.266]

Проводится анализ влияния ускорения потока на процесс переноса тепла в турбулентном пограничном потоке на плоской пластине.Анализ прооБОдится на основе измерения пульсаций температуры и коэффициентов пространственных корреляций. [c.355]

На рис. 13-5 показана зависимость с//с/о от температуры стенки при продольном обтекании турбулентным потоком воздуха плоской пластины с теплообменом. При построении графика приняты Рг = 0,72 ю = 0,76 п=0,19. Число Рейнольдса набегающего потока составляло Кеоо=10 . Границей между охлаждением и нагреванием стенки является равенство температур Ту,= Те. Видно, что при охлаждении стенки (Ту,>Те) трение увеличивается, а при нагревании (Т <Ге) — уменьшается. [c.477]

На величину критического числа Рейнольдса влияет также интенсивность турбулентности е внешнего потока, определяемая отношением среднего квадратичного значения пульсации скорости к средней скорости. Согласно имеющимся экспериментальным данным, при малых значениях е (е<0,1%) Ккр не зависит от интенсивности турбулентностп внешнего потока, и основной причиной возникновения перехода является потеря устойчивости. При 6 >0,1 % возрастание интенсивности турбулентностп внешнего потока приводит к значительному сокращению ламинарного участка течения (например, при е = 1 % протяженность ламинарного участка на плоской пластине почти в 4 раза меньше, чем при е = 0,1%). Еще более сложным образом на переход влияют масштаб турбулентности и шероховатость обтекаемой поверхности. [c.314]

На основании анализа опытных данных по влиянию вдува на теплообмен в турбулентном пограничном слое на плоской пластине В. П. Му-галев предложил простую аппроксимационную формулу для расчета тепловых потоков [c.114]

Вопросы, связанные с устойчивым пленочным кипением на внешних поверхностях различной геометрической формы при наличии естественной и вынужденной конвекции, обсуждались рядом исследователей [4—6]. В работах [7, 8] сообщалось о результатах дальнейшего исследования процесса развития парового пограничного слоя, образующегося при пленочном кипении жидкости на плоской пластине в большом объеме, в котором учитывалась возможность развития турбулентности в паровой пленке. В работах [9, 10] был рассмотрен процесс пленочного кипения на внешней поверхности нагрева в условиях вынужденной конвекции жидкости при наличии ламинарных пограничных слоев. В проведенных недавно работах [И, 12] исследовались течения криогенных жидкостей в вертикальных трубах при высоком паросодержании потоков. Об исследовании процесса пленочного кипения жидкости в горизонтальных трубах не сообщается. При изучении максимальных и минимальных тепловых потоков отмечалось, что такие условия могут существовать в нерасслоен-ном потоке [131, но ничего неизвестно о каких-либо экспериментальных данных или теоретическом рассмотрении, относяпцгхся к этой области. [c.280]

Экспериментально установлено, что ламинарный- пограничный слой на плоской пластине при отсутствии градиента давления ( ос = onst) устойчив при числах Re, , меньших приблизительно 8-10 , Если же степень турбулентности внешнего течения очень низка и поверхность пластины достаточно гладкая, то ламинарный пограничный слой может сохраняться даже при числах Re в несколько миллионов. В инженерных расчетах, если не имеется другой информации (а тут пока незаменимы надежные опытные данные, полученные в рабочих условиях), обычно принимают, что переход от ламинарного пограничного слоя к турбулентному происходит в диапазоне Re от 2-10 до 5-10 . Эти данные, как видно, довольно неопределенны. Они относятся к обтеканию гладких поверхностей потоками с достаточно высокой турбулентностью внешнего течения. [c.120]

Ещё более сложные и разнообразные процессы обнаруживаются при переходе от ламинарного течения к турбулентному в пограничных слоях вблизи твёрдых поверхностей. В простейшем случае пограничного слоя на плоской пластине его толщина 5 v.v/ o и локальное число Рейнольдса Re-buo/v растут с расстоянием. y вдоль потока. Линейный анализ устойчивости показывает, что достаточно слабые возмущения, распространяясь вдоль потока, должны неизбежно затухать. Поэтому, как и в случае течения Пуазёйля с докритич. неустойчивостью, на характер перехода влияет уровень возмущений в набегающем потоке, запускающих нелинейные механизмы, а в переходной области также наблюдаются турбулентные пятна, хотя и с несколько отличающимися параметрами. При заданий регулярных нач. двумерных возмущений (капр., с помощью вибрирующей ленты) с ростом Re (т. е. [c.179]

Б. М. Лидон и К- Ж. Окотт [Л. 141], Е. Р. Бартль и Б. М. Лидон [Л. 52] провели экспериментальные исследования теплообмена прп вдуве воздуха, гелия, азота и других газов в турбулентный пограничный слой дозвукового и сверхзвукового потоков воздуха на плоской пластине и конусе. В опытах температура обтекаемой пластины не изменялась по длине. Для этого пластина [c.528]

Рис. 23.10. Распределение скоростей в турбулентном пограничном слое на плоской пластине, обтекаемой сверхзвуковым потоком, при различных числах Маха. По измерениям Мэттинга,

Уравнение (7.66а) связывает коэффициент теплопередачи с коэффициентом поверхностного трения в случае диссоциирующего сжимаемого турбулентного пограничного слоя на плоской пластине. Следующим этапом нашего исследования будет вывод уравнения для определения коэффициента поверхностного трения, который в свою очередь позволит сосчитать коэффициент теплопередачи, а значит, и тепловой поток к пластине. [c.254]

Моделирование группы продольных структур и зарождающихся турбулентных пятен. Подробное экспериментальное исследование процесса развития и структуры локализованных вихревых возмущений ("пафф"-структур) в пограничном слое на плоской пластине проведено в [12]. Детальные термоанемометрические измерения показали, что топология изучаемых локализованных возмущений и их внутренняя структура качественно не изменяются в зависимости от амплитуды возбуждения, скорости набегающего потока и параметров источника возмущений. Пространственным спектральным анализом установлено, что реакция пограничного слоя на вдув или отсос газа через короткую поперечную щель связана с возникновением в нем трех видов возмущений с различной периодичностью по трансверсальной координате двумерной волны Толлмина - Шлихтинга, которая быстро затухала вниз по потоку продольных локализованных структур, генерируемых на краях щели, и наклонных волн, сопровождающих развитие локализованных структур и порождаемых ими. Показано, что локализованные продольные возмущения сохраняют свои основные качественные характеристики при малой и большой амплитудах их возбуждения, изменении скорости набегающего потока, размеров источника и вдува или отсоса газа. Отмечено небольшое "расплывание" возмущения в трансверсальном направлении при малых амплитудах возбуждения. [c.68]

Уравнения диффузионного электрического пограничного слоя на плоской пластине. Рассмотрим обтекание плоской пластины потоком квазинейтральной плазмы с концентрацией о ионов и электронов. Предполагается, что параметр электрогидро-динамического взаимодействия мал, несущая среда несжимаемая, ее температура Т постоянна. На пластине развиваются ламинарный или турбулентный гидродинамический пограничный слой и диффузионный электрический пограничный слой, толщина которого, как правило, меньше толщины гидродинамического слоя [1]. [c.103]

П сЬ(Ьузионные электрические процессы развиваются вблизи внутренних поверхностей (стенок канала, внутренних элементов двигателя), на которых концентрации заояженных частиц существенно меньше, чем в ядре потока. Так как коэффициент диффузии электронов намного больше, чем ионов, то диффузионный поток электронов превосходит ионный поток, и вблизи поверхности образуется избыточный положительный заряд, который сносится газодинамическим потоком, и тем самым возникает ток выноса. Этот процесс ограничивается развивающимся собственным электрическим полем. Физико-математическая модель этого процесса включает уравнения сохранения для заряженных частиц (с учетом их конвекции, диффузии и дрейфа в электрическом поле) и уравнение для электрического поля [3]. В рамках такого подхода проведено численное моделирование электрических диффузионных процессов на плоской пластине при ламинарном и турбулентном ее обтекании [3, 4]. в окрестности критической точки затупленного тела [4] и на высокотемпературной турбинной лопатке [5]. [c.50]

Стационарная теплопередача. Для анализа влияния параметров колеблющегося турбулизированного набегающего потока предварительно численно решается стационарная задача исследования течения и теплообмена в переходной области турбулентного пограничного слоя на плоской пластине. Для данного расчета характеристик динамического и теплового пограничных слоев в качестве базисных выбраны экспериментальные данные [15]. В этих экспериментальных исследованиях ламинарный режим течения с высокой интенсивностью турбулентности называется псевдолами-нарным (так же и в [23]), чтобы подчеркнуть его качественное отличие от течений с малыми интенсивностями турбулентности. [c.86]

На зависимостях р а) при х = onst (фиг. 6, а) линией 5 отмечен уровень пульсаций давления (0.(Ю6) при полностью турбулентном обтекании плоской пластины безгради-ентным потоком (d p/dx = О, [7]). Заметим, что при безотрывном обтекании данного скользящего крыла (а < 3°) на фиксированном значении угла атаки по мере приближения к задней кромке (утолщения пограничного слоя) пульсации давления в условиях положительного градиента давления (d dx > О, j = 0.7-0.9, фиг. 1) снижаются. Причем вблизи задней кромки х > 0.85) они становятся даже меньшими по сравнению с пульсациями давления на плоской пластине (фиг. 6,я). Таким образом, пограничный слой оказывает демпфирующее воздействие на пульсации давления. Иными словами. [c.119]

Плоская пластина длиной 1=1 м обтекается продольным потоком воздуха. Скорость и температура набегающего потока воздуха Шо = 80 м/с и о=10°С. Перед пластиной установлена турбули-зирующая решетка, вследствие чего движение в пограничном слое на всей длине пластины турбулентное. [c.62]

Для ламинарного пограничного слоя как несжимаемой жидкости, так и сжимаемого газа при переменном давлении во внешнем потоке суп] ествуют различные методы расчета. Наиболее точные методы основываются на численном интегрировании дифференциальных уравнений и требуют применения вычислительных машин. Для турбулентного пограничного слоя несжимаемой жидкости разработаны приближенные, полуэмпириче-ские методы расчета. В случае небольшого градиента давления во внешнем потоке расчет турбулентного пограничного слоя сжимаемой жидкости может быть произведен при условии, что влияние градиента давления учитывается лишь в интегральном соотношении количества движения (59). При этом считается, что профили скорости и температуры, а также зависимость напряжения трения от характерной толщины пограничного слоя имеют такой же вид, как и в случае обтекания плоской пластины. [c.338]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...