Турбулентный пограничный слой на произвольном профиле

Турбулентный пограничный слой на произвольном профиле [c.334]

Расчет турбулентного пограничного слоя невозможен для тела произвольной формы без привлечения дальнейших эмпирических данных. Ои производится на основе уравнения (427), которое выражает только закон импульсов и поэтому так же, как для ламинарного слоя, справедливо п для турбулентного слоя. Чтобы использовать данное уравнение, нужно иметь сведения о форме профиля скоростей в пограничном слое. На основании большого числа исследований можно дать следующий способ расчета для гидравлически гладких поверхностей. [c.241]

В теории начальных участков следовало бы рассматривать задачу о развитии произвольного профиля скоростей до установившегося. Ввиду крайней сложности общей задачи большая часть существующих решений посвящена изучению развития профиля скоростей в трубах с постоянной скоростью на входе по всему сечению. В этом случае длина начального участка и процесс развития профиля скоростей будет зависеть от числа Re или, точнее, от того, каким будет поток — ламинарным или турбулентным. В обоих случаях эту задачу можно рассматривать как задачу пограничного слоя. При однородном профиле скоростей на входе скорость непосредственно на внутренней стенке трубы равна нулю. Следовательно, при движении жидкости в трубе образуется тонкий пограничный слой, толщина которого постепенно увеличивается по мере увеличения расстояния от входа. Сечение, в котором пограничные слои смыкаются, является концом начального участка. [c.364]

При входе в трубу профиль продольных скоростей в принципе может иметь произвольную форму. Под тормозящим действием стенок трубы входной профиль деформируется и на некотором расстоянии от входа принимает вид, характерный для ламинарного (при Re<2300) или турбулентного (при Re>2300) течения. Входной участок трубы, где происходит перестройка профиля скорости вдоль продольной оси до развитого (стабилизированного) состояния, называют начальным участком (рис. 9.1). На этом участке нарастает кольцевой пограничный слой, который постепенно захватывает все сечение трубы, и на расстоянии и его толщина б становится равной радиусу го. [c.242]

Если использовать степенной профиль скорости с показателем Л, то можно получить прстое решение уравнения движения турбулентного пограничного слоя при произвольном изменении скорости внешнего течения. В этом случае формнараметр Н сохраняет постоянное значение 1,29 и остается в силе уравнение (7-47). Такой метод расчета можно использовать лишь для течений с отрицательными градиентами давления (при движении жидкости с ускорением, например при истечении через сопла). При положительных градиентах давления он по суш,еству бесполезен. Для течений с положительными градиентами давления разработаны более точные методы расчета, но они связаны с громоздкими вычислениями, и здесь мы их рассматривать не будем. [c.124]

S (/). Для нахождения G(Re ) сравним выражения / и для ламинарного (XIII.14) и турбулентного (XIII.15) пограничных слоев. Из этих формул видно, что функция G(Re ) для ламинарного слоя и для пластины (/ = 0), и для произвольного профиля равна Re . Из (XIII. 14) получим [c.336]

Профиль скорости легко получить из выражения (14.64). Для этого достаточно принять гипотезу о постоянстве турбулентного трения по толщине пограничного слоя Тт /(у) = onst. Подчеркнем, что речь идет о турбулентном трении, которое принимается постоянным в интервале бв.п г/ бт, где бв.п — толщина вязкого подслоя. В самом вязком подслое (см. рис. 14.9 область а) в связи с его малой толщиной [бв.п= (Ю ч--т-10 3)бт, см. пример 14.2] и преобладанием молекулярной вязкости обычно принимается прямолинейный профиль скорости, что по закону вязкого трения Ньютона дает T = onst и, следовательно, тс=Тв.п, где Тв.п — трение на границе между вязким подслоем и турбулентным ядром. В силу сказанного трение постоянно в интервале O i/ бт и равно трению на стенке Тс В этом случае для произвольного значения у из области турбулентного ядра бв.п У бт справедливо соотношение [c.365]

Две произвольные постоянные (выше встречав- шаяся постоянная К и постоянная интегрирования, получающаяся при интегрировании уравнения (8.19)) определялись из предположения, что окончательное выражение для f, формула (8.20), должно совпадать с экспериментом, когда Ме==0, Тю = Те И (ро) =0. По существу, в этой теории предполагается, что профиль турбулентной скорости остается применимым поперек всего пограничного слоя и что любая ошибка, получающаяся в результате пренебрежения точным распределением скорости в ламинарном подслое при вычислении интеграла для 0, скомпенсируется, если произвольные постоянные будут определены из условия согласования формулы (8.20) с экспериментом. Было показано, что теория Дорренса и Дора не согласуется количественно с экспериментом, за исключением случая Ме = 0, где разумно ожидать согласия, так как именно при Ме = 0 определялись произвольные постоянные ). [c.285]

Изучение турбулентных потоков жидкости естественно начать со случая течений в круглых трубах и в пограничном слое на41лоской пластинке, легче всего осуществимых в лаборатории и имеющих большое значение для многих технических задач. Богатый экспериментальный материал, накопленный при изучении таких течений, позволяет рассматривать их как эталоны для проверки различных теорий и гипотез о природе турбулентности. Изложение основных сведений о важнейших интегральных характеристиках течений в трубах и в пограничном слое — профиле продольной скорости, расходе жидкости и законе сопротивления— и займет центральное место в настоящем параграфе. Далее мы рассмотрим также некоторые гипотезы о турбулентных течениях, широко используемые при практических расчетах, и в заключение совсем коротко остановимся на так называемой свободной турбулентности, на которую не влияют существенно никакие твердые стенки. Прежде всего, однако, необходимо привести общие соображения Рейнольдса (1894), относящиеся к произвольным турбулентным течениям и лежащие в, основе всей теории турбулентности. [c.215]

Исследована устойчивость течения в пограничном слое с периодической по размаху неоднородностью профиля скорости, моделирующей полосчатую структуру, возникающую при повы-щенной степени турбулентности набегающего потока. Устойчивость исследована в пространственной постановке по отношению к возмущениям с произвольным поперечным периодом. Показано, что при наличии неоднородности дисперсионное соотношение для волн Толмина -Шлихтинга расщепляется на две периодические по поперечному волновому числу ветви, соответствующие симметричным и антисимметричным модам. Найдено решение для пакета мод неоднородного течения, порождаемых периодическим по времени локализованным вдувом отсосом жидкости. Форма такого пакета качественно соответствует форме пакета волн Толмина - Шлихтинга, а тонкая структура возмущений внутри него радикально отличается. [c.13]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...