Внешнее обтекание тел потоком жидкости

ВНЕШНЕЕ обтекание тел потоком жидкости [c.67]

ВНЕШНЕЕ ОБТЕКАНИЕ ТЕЛ ПОТОКОМ ЖИДКОСТИ [c.69]

При внешнем обтекании тел потоком жидкости наблюдаются две существенно различные формы течения вблизи поверхности обтекаемого тела безотрывное обтекание и отрывное обтекание, когда струи жидкости в некоторой точке отделяются от поверхности тела и образуют в непосредственной близости к последней вихревую область. [c.217]

В большинстве задач гидродинамики (внешнее обтекание тел, движение жидкостей и газа в трубах и др.) величины давления и скорости в любой точке потока однозначно определяются числом Re. Следовательно, число Ей в этих случаях не является критерием подобия и его значение полностью зависит от других чисел подобия. Например, при движении жидкости в трубах число Ей представляет собой безразмерную величину сопротивления и зависит лишь от числа Re [c.229]

В пограничном слое движение жидкости является сильно завихренным. При плавном очертании контура обтекаемого тела срыва вихрей ие происходит, и они не попадают во внешний поток с частицами, побывавшими у стенок тела. В этом случае имеет место безотрывное обтекание тела. При определенных условиях обтекания (например, при обтекании тел потоком жидкости с большими положительными градиентами давления) может происходить срыв вихрей с поверхности тела и распро- [c.37]

Задачи гидродинамики делятся на два основных класса внутренние и внешние. К внешним задачам относятся задачи обтекания тела потоками жидкости или газа, или о движении тела в жидкой или газообразной среде. Внешними задачами являются задачи, связанные с полётами самолётов, снарядов и других тел, движущихся в атмосфере. Внутренние задачи занимаются движением жидкости в каналах. В этот класс задач входят такие как [c.62]

Решение системы (5.11) должно удовлетворять граничным условиям, которые для внешней задачи об обтекании твердого тела потоком жидкости записываются следующим образом [c.237]

Определение пространственных гидродинамических параметров потока (поля скоростей, давления, плотности), как правило, позволяет вскрыть физическую картину рассматриваемой конкретной задачи. Для практических гидродинамических расчетов конкретных типов аппаратов и их оптимизации необходимо знать силу трения на поверхности, обтекаемой потоком жидкости или газа, что позволяет определить потери давления (при течении жидкости в канале) или потери кинетической энергии потока (при внешнем обтекании тел) с позиций одномерной модели течения. [c.17]

Таким образом, внешнее обтекание тела неограниченным потоком жидкости существенно отличается от течения в замкнутых каналах (трубах), в частности тем, что на теле достаточной протяженности возможно существование в различных его областях как ламинарного, так и переходного и развитого турбулентного течений. [c.218]

Уравнение (5-4) является интегральным уравнением импульсов пограничного слоя. Оно справедливо для осесимметричных течений в каналах и при внешнем обтекании осесимметричных тел потоком жидкости переменной плотности, когда толщина пограничного слоя значительно меньше местного радиуса кривизны тела. При обтекании двумерных тел радиус R выпадает из уравнения. [c.64]

В этой главе рассматривается теплообмен при внешнем обтекании тела стационарным ламинарным потоком жидкости. Предполагается, что на пограничный слой, развивающийся на любой из поверхностей тела, не влияют пограничные слои на соседних поверхностях, В этом состоит основное отличие задач, обсуждаемых в этой главе, от задач теплообмена при ламинарном течении в трубах, рассмотренных в гл. 8. Настоящая глава охватывает широкий круг технических приложений, таких, как обтекание крыла и лопатки турбины, течение в соплах и в окрестности критических точек тел цилиндрической и сферической формы. [c.245]

При обтекании тела вязкой жидкостью за ним распространяется турбулентный след (см. рис. 6.4). Условная граница отделяет след от внешнего потока, в котором трением можно пренебречь. [c.189]

Таким образом, кризис сопротивления плохо обтекаемых тел —это резкое снижение их сопротивления, обусловленное сменой форм течения в пограничном слое и кризисным смещением сечения отрыва потока вниз по течению. Кризис сопротивления может наблюдаться не только при внешнем обтекании тел, но и при движении жидкости внутри различных диффузорных каналов. В этом случае также при некотором значении числа Рейнольдса происходит переход к турбулентному режиму течения в пограничном слое, следствием чего является кризисное перемещение сечения отрыва по потоку. [c.189]

В соотношениях (2-78) — (2-84) а — коэффициент теплоотдачи Хс, Ус Z — координаты точек поверхности теплообмена (стенки) /о — характерный линейный размер /i, /г,. ... In — другие линейные размеры поверхности теплообмена wo — скорость жидкости или газа (в трубах и каналах это обычно средняя по сечению скорость или скорость на входе при внешнем обтекании тел — скорость набегающего потока вдали от тела) At — разность между температурой стенки и температурой жидкости (газа) Я — коэффициент теплопроводности а — коэффициент температуропроводности v = [x/p — кинематический коэффициент вязкости Л — динамический коэффициент вязкости р — плотность Ср — теплоемкость 3 — температурный коэффициент объемного расширения жидкости (газа) [c.158]

Реальная жидкость не допускает наличия разрывов непрерывности элементов ни внутри движущегося потока, ни на границах его с твердым телом. В действительности жидкость или газ не могут скользить вдоль поверхности твердого тела скорости тех частиц, которые граничат с твердой стенкой, равны нулю, жидкость, как бы прилипает к поверхности тела. Однако эта скорость резко возрастает при удалении от поверхности тела и на внешней границе весьма тонкого, по сравнению с размерами тела, пограничного слоя достигает значений, соответствующих схеме свободного скольжения идеальной жидкости. В этом вторая причина возможности применения схемы идеальной жидкости для расчета обтекания важных для практики тел плавной, вытянутой формы (крыло, фюзеляж, лопатка рабочего колеса турбомашины и др.). В случае плохо обтекаемого тела пограничный слой отрывается от поверхности тела и значительно искажает картину обтекания тела идеальной жидкостью. [c.125]

В формулах (7-80) — (7-84) а— средний коэффициент теплоотдачи, ккал/м час °С /о —характерный линейный размер поверхности теплообмена И) — скорость жидкости или газа, м/сек (в трубах и каналах это обычно средняя по сечению скорость или скорость на входе при внешнем обтекании тел—скорость набегающего потока вдали от тела) [c.290]

Задачи теплообмена при внешнем обтекании твердых тел потоком жидкости или газа весьма разнообразны и имеют большое практическое приложение. Им посвящено большое количество работ, которые невозможно даже перечислить. Отметим лишь некоторые из них [Л. 4-10—4-14]. [c.296]

Одной из важнейших задач аэро- и гидродинамики является исследование стационарного взаимодействия между жидкостью (упругой или капельной) и твердыми телами, движущимися по отношению к ней. При этом различают два основных случая обтекание твердого тела потоком жидкости (внешняя задача) и течение жидкости по руслу, ограниченному твердыми стенками (внутренняя задача). Рассматриваемым процессам отвечает ур-ие связи [c.428]

Из уравнения (5.16) следует, что местный коэффициент теплоотдачи а при внешнем обтекании тел вынужденным потоком однородной жидкости зависит от теплопроводности вязкости V, температуропроводности жидкости, от ее скорости [c.245]

Относительное движение тела и жидкости характеризует два качественно подобных случая обтекание неподвижного тела потоком жидкости или движение тела в неподвижной жидкости. Такое движение относится к внешней задаче гидродинамики, основой которой является определение силы сопротивления жидкости движению тела в ней, или силы давления потока жидкости на неподвижное тело. [c.49]

Вторая характерная толщина пограничного слоя определяется при выяснении динамического влияния вязкости на обтекание тел. Если тело обтекается потоком идеальной жидкости, то результирующая внешних сил, приложенных к телу, будет направ- [c.297]

Несмотря на то, что вывод об отсутствии сопротивления для тел, движущихся в жидкости с постоянной скоростью, на первый взгляд резко расходится с опытом, можно усмотреть его соответствие опыту, если обратить внимание на то что для данной скорости набегающего потока и фиксированного объема тела в опытах можно добиваться путем придания телу обтекаемой формы (рис. 41) очень значительного снижения силы сопротивления. Обтекаемость внешней формы тела необходима для обеспечения непрерывности обтекающего потока, для обеспечения отсутствия срывов линий тока с поверхности тела, аналогичных срывам, наблюдающимся при обтекании, представленном на рис. 40. За счет обтекаемости формы тела можно снижать сопротивление тела в сотни раз по сравнению с сопротивлением такого плохо обтекаемого тела, как шар. Однако полного исчезновения сопротивления для тел, [c.73]

Модель одномерного течения может быть использована для расчета средней (по сечению канала) скорости потока газа или жидкости в каналах или для расчета параметров невозмущенного потока вне пограничного слоя при внешнем обтекании поверхности тела. [c.34]

При изучении обтекания тел (внешняя задача) надо различать условия обтекания пространственным потоком, плоским потоком, идеальной жидкостью (без трения) и, наконец,— движение в пограничном слое (переход ламинарного пограничного слоя в турбулентный). [c.336]

Рассмотрим обтекание потоком жидкости тела с острой передней кромкой, например пластины, расположенной параллельно потоку. Скорость внешнего потока и.з-меняется по закону [c.66]

Этот пример показывает, что преобразование уравнений к безразмерному виду при номощи анализа размерностей физических величин позволяет получать такие же критерии подобия (или эквивалентные им), как и метод преобразования масштабов. Критерии подобия процессов теплоотдачи тела при внешнем обтекании вынужденным потоком жидкости. Рассмотрим безразмерные величины, которые содержатся в уравнениях (5.5) и (5.7). Величину = a/iA называют критерием [c.243]

Нарастание пограничного слоя на обтекаемой поверхности всегда оказывает влияние на внешний поток. При отсутствии окачков уплотнения это влияние сводится к следующему. Утолщение пограничного слоя в направлении течения связано с увеличением толщины вытеснения б, что приводит к отклонению линий тока внешнего потока. Поэтому течение во внешнем потоке будет таким же, как при обтекании фиктивного контура, смещенного по отношению к действительному на толщину вытеснения. Следовательно, при расчете течения нужно применять метод по(следовательных приближений сначала рассчитывается обтекание тела потоком идеальной жидкости, затем по найденному распределению давления вдоль поверхности тела находятся параметры пограничного слоя (в том числе толщина вытеснения), далее рассчитывается обтекание фиктивного тела, контур которого смещен на величину б и т. д. Однако обычно толщина вытеснения мала по сравнению с размерами тела и ноэтому можно ограничиться первым приближением. [c.338]

Рассмотрим процесс образования пограничного слоя при продольном обтекании поверхности тела потоком жидкости. У самой поверхности частички жидкости прилипают к твердому телу них скорость движения равна нулю. Этот прилипший к поверхности слой жидкости имеег бесконечно малую толщину. Около прилипшего слоя жидкости вследствие действия сил вязкости образуется сло11 заторможенной жидкости толщиной б, в котором скорость изменяется от нуля до скорости потока вдали от тела, т. е. до скорости внешнего потока. Этот слой заторможенной жидкости около поверхности называют динамическим пограничным слоем. [c.307]

Задачи вязкого течения жидкостей и газов в пограничном слое при внешнем обтекании тел. Этот класс объединяет все задачи ламинарного и турбулентного, стационарного и нестационарного режимов течения однородных и миогокомионентных газов и жидкостей при свободном и вынужденном обтекании плоских и пространственных тел с произвольным распределением скоростей в потенциальном или завихренном потоке при произвольных условиях на границах и на поверхностях разрывов, Задачи данного класса описываются системой дифференциальных уравнений параболического типа, содержащей по крайней мере одну одностороннюю пространственную или временную координату, вдоль которой протекающий процесс зависит только от условий на одной из границ рассматриваемой области. Например, для задач теплообмена при неустановившемся ламинарном или турбулентном двумерном движении однородного газа система, состоящая из уравнений неразрывности движения и энергии, имеет вид [c.184]

При рассмотрении обтекания тел вязкой жидкостью в интервале больших рейнольдсовых чисел возникают две совершенно различные по сложности задачи. Первая из них относится к случаю, когда пограничт ный слой настолько тонок, что его влиянием на внешний поток, принимаемый приближенно безвихревым, можно или пренебречь, или приближенно оценить его при помощи простой, указанной уже давно Л. Прандтлем поправки к теоретическому распределению давлений по поверхности тела (Л. Г. Лойцянский, 1947). В этом случае распределение скоростей на внешней границе пограничного слоя можно рассчитать по теории идеальной жидкости почти до самой задней кромки тела. Такое взаимо- [c.517]

Профиль скоростей в поперечных сечениях в области обтекания пластин и непосредственно за нею можно разделить на две части в пределах пограничного слоя имеет место интенсивное нарастание скорости от нуля (на стенке) до некоторого, почти постоянного значения (на условной линии раздела между пограничным слоем и внешним потоком) во внешнем течении скорость практически почти не меняется в пределах поперечного сечения (но вследствие сплошности может меняться от сечения к сечению). Подобную же картину можно наблюдать также в случае, когда поток жидкости встречает удобооб-текаемое тело но в этом случае (рис. 72) поверхность тока вблизи тела по форме близка к поверхности тела. [c.122]

Если, например, твердое тело приводится в движение в покоящейся реагирующей жидкости, то течение жидкости вначале будет безвихревым, затем в жидкости в окрестности твердого тела возникнет вихревая пелена, которая будет диффундировать во внешний поток, в результате чего вб и-зи тела образуется пограничный слой газа. Для описания течения в пограничном слое при обтекании тела вязкой несжимаемой жидкостью начальные условия записываютсг в виде (5.5.1), но вместо индекса н следует использовать 1[н-декс е, который означает, что в качестве начальных условий принимаются параметры для безвихревого течения невязкой жидкости. [c.209]

Рассмотрим теперь вопрос об относительном обтекании во-обш е подвижных тел ускоренным потоком несжимаемой жидкости. Во многих приложениях приходится иметь дело с движением тел в жидкости, которая на далеких от тела расстояниях находится в движении, обусловленном внешними обстоятельствами, механически не связанными с данным телом. Например, обтекание дирижаблей воздухом при порывистом ветре и.ли движение кораблей при наличии водяных течений, движение сравнительно небольших частиц — тел в сложных неуста-новивгаихся потоках воды и т. п. [c.209]

Смывание трубы поперечным неограниченным потоком жидкости характеризуется рядом особенностей. Плавное, безотрывное обтекание цилиндра в том виде, как это показано на рис. 9-1, имеет место только при Re=Wod/v 5 (шо — скорость набегающего потока с —внешний диаметр).. При Re>5 попецечно-омываемый круговой цилиндр представляет собой неудобообтекаемое тело. Пограничный слой, образующийся на передней половине трубы, в кормовой части отрывается от поверхности, и позади цилиндра образуются два симметричных вихря. При дальнейшем увеличении числа Рейнольдса вихри вытягиваются по [c.222]

В приведенных выше выражениях Т(Х , t) -искомое поле температур kjj Xj,t) — коэффициент теплопроводности в твердом теле p(X(,t), (Xj,t) — плотность материала и его удельная теплоемкость Q Xj,t) — интенсивность тепловьщеления q x ,t) — тепловой поток на поверхности тела, характеризуемой нормалью и h Xf,t) - Nu- в безразмерном виде) коэффициент теплоотдачи, определяемый для случая обтекания тела жидкостью с температурой T Xj,t) — температурой среды — выражениями (3.36), (3,37), Очевидно, что в общем случае уравнения теплопроводности (3.39) и теплопереноса (3,27) связаны и должны решаться совместно, делая тем самым задачу определения температурных полей в твердом теле трудноразрешимой. Дапее, Дх,-,г) - искомое поле перемещений в твердом теле G Xf,T, и,) к X(Xj,T,u/) - коэффициенты Ламэ e=Ujj - объемная деформация а(х,..Г) - коэффициент температурного расширения F(x-,t) — массовые силы Pj(x.,t) — внешние усилия, заданные на поверхности тела характеризуемой нормалью (например, давление теплоносителя в контуре, контактные уси- [c.98]

Рассматривая приемы овиднения потоков, необходимо различать внешнюю задачу — изучение обтекания тел или поверхностей — и внутреннюю задачу — движение жидкости или газа в каналах и аппаратах. [c.335]

Уравнение диффузии стационарного пограничного слоя. Рассмотрим стационарное обтекание тела, на поверхности которого происходит массообмен с жидкостью. Если в переносимом веществе содержатся компоненты, химически отличные от жидкости во внешнем течении, то в потоке возникают градиенты концентрации. В общем случае в результирующей смеси может находиться любое число химических компонентов, и каждый из них в соответствии с законом Фика [уравнение (3-15)] стремится диффундировать в направлении, противоположном собственному градиенту концентрации (о применимости закона Фика для определения скорости диффузии в многокомпонентных смесях см. замечания в гл. 3). Различные компоненты смеси могут, кроме того, вступать в химические реакции, образуя новые соединения. Следовательно, в любой точке исследуемого течения могут образовываться или распадаться отдельные компоненты смеси, что также приводит к появлению градиентов концентрации. Таким образом, при химических реакциях в жидкости диффузия может происходить даже при отсутствии массопереноса на поверхности гела. [c.43]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...