Магнитогидродинамический пограничный слой

Ламинарное магнитогидродинамическое течение. В ламинарном магнитогидродинамическом пограничном слое параллельная обтекаемой поверхности (т. е. тангенциальная) составляющая скорости изменяется с расстоянием от поверхности линейно, подобно тому, как это имеет место в обычном ламинарном пограничном слое [c.659]

Магнитогидродинамический пограничный слой [c.440]

В настоящее время имеется достаточно большое число работ, посвященных изучению движения электропроводящей жидкости в пограничных слоях, образующихся на электродах или на непроводящих стенках различных магнитогидродинамических устройств. Однако методы решений уравнений пограничного слоя в этих работах основываются на упрощающих предположениях, позволяющих свести задачу к решению системы обыкновенных дифференциальных уравнений. Так, в работе [1] на течение накладывается специальное магнитное поле Н 1/ д/ж, что позволяет свести задачу к автомодельной. В работах [2-4] решение либо ищется в виде разложений по ж, либо предполагается, что задача локально автомодельна. В настоящей работе строится решение уравнений магнитогидродинамического пограничного слоя с помощью одного из численных методов, который уже давно применяется при решении уравнений пограничного слоя для непроводящей жидкости. [c.686]

Несмотря на уже имеющиеся результаты расчетов конкретных течений в магнитогидродинамических пограничных слоях, общие закономерности и особенности таких течений выяснены с гораздо меньшей достоверностью, чем в обычной газовой динамике. Это во многом связано с малым количеством экспериментальных исследований, а также с отсутствием целенаправленных численных расчетов. Поэтому в данной работе анализ ограничивается определением только параметров отрыва. Для нахождения же точки отрыва магнитогидродинамического пограничного слоя (естественно, речь идет о возможности определения сечения отрыва без проведения полного расчета течения) необходимы дополнительные данные. [c.544]

Все параметры в выражениях (12) и (13) соответствуют сечению отрыва пограничного слоя является параметром отрыва ламинарного магнитогидродинамического пограничного слоя Q - критерий, характеризующий действие электромагнитной силы, пропорциональной напряженностям электрического и магнитного полей параметр (квадрат числа Гартмана) характеризует магнитогидродинамическую силу, обусловленную взаимодействием движущегося газа с магнитным полем и отличную от нуля при = 0 число Рейнольдса вдува. Указанные параметры определены по характерному поперечному размеру пограничного слоя 2 . В зависимости от конкретизации размера 2 будут меняться значения величин [c.547]

Таким образом, при отсутствии вдува параметр отрыва ламинарного магнитогидродинамического пограничного слоя приближенно представляется в виде [c.548]

Суммируя полученные выше данные, выражение для параметра отрыва ламинарного магнитогидродинамического пограничного слоя представим в виде [c.549]

Существование диапазонов изменения Н и для которых а и 2 оказываются относительно слабо изменяющимися, указывает, что основная гипотеза о влиянии на течение в сечении отрыва только близкой к нему окрестности при определенных условиях выполняется и для магнитогидродинамического пограничного слоя. [c.549]

Получим исходя из формулы (8) выражение для параметра отрыва турбулентного магнитогидродинамического пограничного слоя. Как было отмечено в работе [5], при предельном переходе 7 —О (i —оо) в первом приближении можно считать, что размер пограничного слоя остается конечным. (В действительности он тоже стремится к нулю, но значительно слабее, как Поэтому, раскладывая функцию [c.550]

Здесь параметр отрыва турбулентного магнитогидродинамического пограничного слоя, а параметры 3 и N ио порядку величины соответственно представляют собой отношения сил аВЕ/с и аВ щ/с к инерционными членам, умноженные на г/Ь. Все величины в формулах (17) соответствуют сечению отрыва. При N = Q = = 0 параметр = 0.015, если 2 = , и = 0.005, если 2 = [4, 5]. Эти данные определяют функцию Е2 при нулевых значениях аргументов. [c.550]

Приближенная модель учета джоулевой диссипации в пристеночной области. Сформулированная выше система уравнений обладает рядом особенностей, обусловленных наличием членов f и q. Прежде всего, в магнитогидродинамических пограничных слоях нарушается подобие между полями скорости и энтальпии торможения, свойственное газодинамическим течениям. Одной из причин его нарушения является выделение джоулева тепла / /сг вблизи холодной электродной стенки. Повышенное тепловыделение в пристеночной области связано с сильным уменьшением проводимости вблизи холодной поверхности в результате уменьшения температуры газа. При достаточно больших числах Рейнольдса Reo температура газа почти по всему поперечному сечению пограничного слоя вследствие интенсивного турбулентного перемешивания остается на уровне достаточно высокой температуры внешнего потока и резко уменьшается только вблизи стенки - в предельном случае в зоне ламинарного подслоя. Для приближенного учета этого эффекта построим простейшую модель разогрева жидкости в пристеночной области. Сделаем следующие предположения [c.555]

Получение отдельных точных решений имеет большое значение не только само по себе, цо также для создания различного рода приближенных методов расчета вязкого магнитогидродинамического пограничного слоя. В связи с рядом специфических особенностей магнитогидродинамического пограничного слоя, обнаруженных при приближенных и точных расчетах (возможная немонотонность профилей скорости и температуры, резкий прогрев газа вблизи стенки электрода за счет интенсивного тепловыделения, действие существенных продольных электромагнитных сил и т. д.), перенос существующих приближенных методов расчета пограничного слоя на задачи МГД, а также создание новых приближенных методов нуждаются в дополнительном обосновании и опробовании на точных решениях. Создание приближенных методов расчета задач магнито- [c.450]

Другой задачей в области теории магнитогидродинамического пограничного слоя, представляюш ей очень большой интерес, является задача о создании методов расчета и фактическом исследовании пограничных слоев, образующихся на стенках МГД-устройств при течении газа с усложненными физическими свойствами (разные температуры компонент, неравновесный характер электропроводности и т. д.). Учет всех этих явлений в рамках теории пограничного слоя и выяснение связанных с ними качественных эффектов представляют большой интерес для практических приложений. [c.451]

Обобщенно-подобные параметрические решения универсальных уравнений ламинарного пограничного слоя. Магнитогидродинамический пограничный слой [c.632]

Для случая течения жидкости высокой проводимости (На > 1) в магнитогидродинамической трубе прямоугольного сечения с произвольным отношением сторон и изоляционными стенками зависимость для параметра k (Г, На) может быть получена из решения для пограничного слоя [c.435]

Подбор материала в сильной степени отражает собственные научные интересы автора, а глубина изложения каждой темы является следствием неизбежного компромисса с практическими возможностями изучения примерно за один семестр. Например, теория динамического пограничного слоя изложена весьма сжато. Приведен только материал, используемый в последующих разделах по тепло- и массообмену. Желающие глубже изучить теорию пограничного слоя, несомненно, должны проработать отдельный курс механики вязкой жидкости, по которому имеются соответствующие учебники. Во многих книгах конвективный тепло- и массоперенос изложен в значительно большем объеме, чем в настоящей, где многие разделы конвекции даже не упомянуты. Читатель заметит отсутствие таких разделов, как свободная конвекция, теория теплообменников, теплообмен на вращающихся поверхностях, нестационарные течения, двухфазные течения, кипение и конденсация, неньютоновские жидкости, излучение газов и паров, теплообмен в разреженных газах, магнитогидродинамические течения и со- [c.6]

Полученные зависимости величин г oo5 Роо оо и joo от использовались при расчете уравнений пограничного слоя. В заключение данного параграфа отметим, что при числе Маха Mq = 3 и Р > 0.5 генераторный режим течения в канале, начиная с некоторого сечения ж = Ж1, сменяется ускорительным режимом. Чем больше Р, тем меньше значение xi, т.е. тем ближе к начальному сечению происходит смена режимов работы канала, как магнитогидродинамического устройства. [c.690]

Как следует из графика, в диапазоне О < < 3 величина а изменяется незначительно, что свидетельствует о выполнении лежащих в основе развиваемой теории предположений. Наблюдающееся при Н > 3 отклонение величины рассчитанной по формуле (14), от среднего в интервале О < < 3 значения а —0.07, по всей видимости, объясняется следующим обстоятельством. Как указывалось выше характеризует отношение магнитогидродинамических и вязких сил в пограничном слое. Нри Н > 3 магнитогидродинамические силы становятся определяющими. Это приводит к своеобразному [c.548]

В [7] получено уравнение для турбулентной вязкости в магнитной гидродинамике, даны простейшие аппроксимации входящего в него магнитогидродинамического члена и изучено течение в пограничном слое при осевом магнитном поле. В [8] детально проанализировано развитое турбулентное течение несжимаемой электропроводной жидкости в плоском канале в присутствии осевого магнитного поля. [c.552]

Создание приближенных методов расчета магнитогидродинамических течений в каналах и течений в пограничных слоях встречает существенные трудности в связи с чрезвычайно малым количеством экспериментальных данных и их невысокой точностью. Экспериментальное исследование МГД-течений плазмы наталкивается на существенные трудности — как технические (отсутствие жаростойких материалов, сложность получения достаточно однородных потоков плазмы и т. д.), так и методические (отсутствие в ряде случаев надежных методов измерения параметров низкотемпературной плазмы). Существующие в настоящее время экспериментальные данные позволяют, как правило, судить только об суммарных характеристиках МГД-устройств и не могут служить для проверки более тонких теоретических выводов. [c.451]

Упомяну также о вопросах, которые в книге не рассмотрены. Не включены сведения о влиянии химических реакций, возникаюш,их в пограничных слоях при гиперзвуковых скоростях, на процесс течения в пограничном слое. Мне кажется, что этот вопрос находится пока только в стадии первоначальной разработки. То же самое относится к пограничным слоям при магнитогидродинамических течениях. В новом издании я по-прежнему отказался [c.13]

Если жидкость становится проводником электричества, то к сложностям гидродинамики добавляются сложности электродинамики. Многообразие решений, которые кажутся возможными при таком взаимодействии, может даже расширить суш,ествуюш,ий диапазон применения гидродинамики. Покажем ширину этого диапазона на нескольких примерах. Имеются сведения, что можно управлять аэродинамическим пограничным слоем более удовлетворительным образом, чем путем его сдувания или всасывания, используя магнитогидродинамический эффект. Уже построены ударные трубы и плазменные генераторы, дающие потоки вещества, скорости которых в несколько раз, а температуры во много раз выше скоростей и температур потоков, полученных нри выделении химической энергии или путем нагнетания. С применением магнитогидродинамики становятся возможными ракетные двигатели, величины удельного импульса которых выше величин удельного импульса любых двигателей, даже сегодня еще только проектируемых оказывается, что магнитогидродинамика имеет непосредственное отношение к управлению колоссальным потенциалом энергии термоядерной реакции. [c.546]

Характерные особенности магнитогидродинамического пограничного слоя, в частности его толщина, будут зависеть как от параметров движения, так и от параметров, де/ктвующего магнитного поля. [c.657]

Отличительной особенностью магнитогидродинамического пограничного слоя в начальном участке канала является то, что невозмущенный поток вне пограничного слоя также является проводящим, поэтому ядро потока и пограничные слои связаны друг с другом электрически и газодинамически. [c.178]

Предложена система параметров, которая определяет течение в произвольном сечении несжимаемого магнитогидродинамического пограничного слоя. С помощью теории размерностей найдены критериальные зависимости для параметров отрыва ламинарного и турбулентного пограничных слоев проводящей жидкости при наличии магнитного и электрического полей, а также вдува среды через обтекаемую поверхность. Проведено сравнение некоторых из критериальных зависимостей с результатами точных рептений. [c.543]

Определению параметров отрыва ламинарного ( л) и турбулентного ( т) магнитогидродинамических пограничных слоев посвящены заботы [1, 2]. Данные об этих параметрах позволяют указать, насколько та или иная область реального ислледуемого течения близка к сечению отрыва. В ряде случае, с привлечением сведений об изменении толщины вытеснения вдоль обтекаемой поверхности, информация о величинах и дает возможность рассчитать точку отрыва пограничного слоя. Наконец, при известных функциональных зависимостях для л и можно поставить задачу об отыскании такой формы канала, которая обеспечивала бы всюду безотрывное течение в пограничном слое. [c.543]

Рассмотрим двумерный пограничный слой несжимаемой одно-эодно и изотропно проводящей жидкости, образующийся на непроводящей стенке канала или обтекаемом профиле. В предположении, что магнитное число Рейнольдса, определенное по характерной длине тела Ь, меньше единицы, а характерный размер изменения приложенного магнитного поля намного больше толщины пограничного слоя, систему уравнений магнитогидродинамического пограничного слоя можно записать в виде [c.544]

Задача расчета магнитогидродинамических пограничных слоев, кроме самостоятельного интереса, представляет большой интерес с точки зрения усовершенствования гидравлических методов расчета, учитывающих трение и теплообмен на стенках канала. В настоящее время для гидравлических раечетов пользуются коэффициентами трения и теплообмена, взятыми из обычной газовой динамики. В то же время ясно, что магнитогидродинамические эффекты в ряде случаев могут оказывать существенное влияние на эти величины (см., например, В. М. Пасконов и А. Е. Якубенко, 1966 Л. Ф. Лобанова, 1967). [c.451]

Применительно к магнитогидродинамическому турбулентному пограничному слою несжимающей жидкости в случае малых значений магнитного числа Рейнольдса (Кн<1), когда влиянием пульсаций магнитной индукции можно пренебречь В 0), уравнение установившегося осредненного движения отличается от уравнения (102) гл. VI, используемого при отсутствии магнитного поля, только одним дополнительным членом — осред-ненной электромагнитной объемной силой [c.250]

Скорость течения жидкости вдали от стенок параллельна плоскости ХУ и равна Юд. Примем, для опре,деленности, что направлена вдоль оси ОХ тогда Юд и Яд, которые могут быть названы соответственно скоростью основного потока (или ядра потока) и напряженностью магнитного поля в основном потоке, будут в общем случае являться функциями координаты х. -Полные магнитогидродинамические уравнения движения жидкости в пограничном слое имеют вид [c.657]

Сформулирована задача о расчете турбулентного магнитогидродинамического (МГД) пограничного слоя в каналах высокотемпературных МГД-устройств с помощью замыкающего дифференциального уравнения для турбулентной вязкости. Показано, что в первом приближении оно сохраняет такой же вид, как в обычной газовой динамике, а влияние магнитного поля на характеристики пограничного слоя проявляется через МГД-силовые и тепловые источники, учитываемые в осредненных уравнениях движения и энергии. Предложена приближенная модель учета джоулева тепловыделения вблизи холодной электродной стенки канала. Проведены расчеты МГД-пограничных слоев для двух режимов при постоянной скорости внепЕнего потока и при постоянном давлении. При достаточно больпЕих электрических токах пограничный слой в первом случае характеризуется увеличением числа Стантона на электродной стенке и коэффициента трения на изоляционной стенке. Во втором случае происходит отрыв пограничного слоя на электроде, а на изоляционной стенке течение безотрывно практически при произвольном торможении внепЕнего потока. [c.551]

Теория пограничного слоя уже заняла свое место в магнитной гидродинамике. Наличие взаимодействия проводящей жидкости или ионизованного газа (плазмы) с заданным внешним магнитным полем не вносит особых трудностей в решение задач теории пограничного слоя. Так же как и в общей динамике жидкости и газа, вопрос усложняется в тех случаях, когда магнитное поле йаперед не задано и для его определения возникает необходимость проводить совместное интегрирование уравнений пограничного слоя и уравнений Максвелла при наличии усложненных граничных условий, проводимости и магнитной проницаемости стенок. Существующие исследования связаны главным образом с запросами техники магнитных генераторов электрического тока и магнитогидродинамических двигателей. Ряд исследований посвящен изучению влияния магнитного поля на обтекание тел проводящей жидкостью (уменьшение области возвратных течений за линией отрыва) и на распространение затопленных струй. Некоторые сведения о пограничном слое в магнитной гидродинамике будут даны в специальной статье настоящего сборника, посвященной проблемам магнитной гидродинамики и механики плазмы и разреженного газа (см. стр. 423—460). [c.523]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...