Пограничный слой вязкий

При внедрении тела в преграду, как отмечено в предыдущем параграфе, образуются область внедрения с пограничным слоем и область возмущенного состояния среды (рис. 67). Пограничный слой имеет ширину I ) и окаймляет кратер, форма которого определяет форму этого слоя. Пограничный слой характеризуется уравнениями образующих внутренней Гд (д) и внешней Г1 (г) ограничивающих поверхностей. Среда в пограничном слое вязко-пластическая, имеет температуру Тп и характеризуется тензором напряжений (о), вектором скорости частиц V и плотностью р, которым соответствует тензор кинетических напряжений (Т). [c.198]

Вне пограничного слоя вязкие силы не проявляются и [c.111]

Аналогично, если тело совершает установившееся двишение и в некоторый момент времени это движение нарушается, например внезапно меняется угол атаки крыла, то переход к новому установившемуся движению, соответствующему новому положению крыла в потоке, не происходит столь же быстро, как изменение угла атаки, а запаздывает. На реконструкцию обтекания, в связи с действием в пограничном слое вязких сил, необходимо некоторое конечное время. За счет такого рода затягивания плавного обтекания крыла на закритические углы атаки можно на короткое время получить заметное увеличение коэффициента максимальной подъемной силы крыла (динамический коэффициент подъемной силы). [c.521]

Во многих случаях в пограничном слое вязкой среды у стенки можно предполагать плоскопараллельное течение, в котором скорость зависит лишь от двух направлений х ж у. Применительно к этому условию при стационарном режиме обтекания тела уравнения, описывающие перенос энергии, массы и количества движения в пограничном слое несжимаемой вязкой среды, с неизменными физическими параметрами, без источников тепловыделения, но с учетом тепла трения, запишутся в следующем виде [c.278]

Для идеальных сред соотношения сохранения массы, энергии и импульса доставляют во многих случаях необходимое при определении решений число условий на поверхностях разрыва. Иначе обстоит дело в случае диссипативных сред для них одних условий сохранения недостаточно. В работе [2] это обстоятельство отмечено применительно к вязкой жидкости. В качестве дополнительных условий на поверхности разрыва в пограничном слое вязкой теплопроводной жидкости в [2] приняты условия непрерывности тангенциальной компоненты скорости и температуры. [c.223]

В невозмущенном пограничном слое вязкие и инерционные члены имеют одинаковый порядок и градиент давления (на режиме сильного взаимодействия) [c.297]

Для большинства задач газовой динамики, где требуется учесть влияние вязкости газа, можно пользоваться теорией пограничного слоя и тем самым освободиться от труднейшей задачи непосредственного интегрирования общих уравнений движения вязкого газа. Теория пограничного слоя позволяет определить силы поверхностного трения и теплопередачу и установить связь между течениями идеального и вязкого газа около одной и той же границы. Теория пограничного слоя позволила установить, что вязкость газа при больших скоростях течения не оказывает заметного влияния на поле давлений. Таким образом, в пределах применения теории пограничного слоя давление можно определить по теории течения идеального газа. Но необходимо иметь в виду, что существуют течения, в которых не образуется тонкий пограничный слой вязкого газа. Граничные условия разреженных газов отличаются от граничных условий идеального и вязкого газа. Касательная, составляющая скорости таких газов, несколько ограничивается стенкой, но здесь имеет место скольжение частиц газа относительно стенки. Теории течения разреженного газа посвящена глава XI. [c.135]

При обтекании с умеренными числами Рейнольдса у поверхности пузырька возникает тонкий пограничный слой вязкого течения, скорость у поверхности пузырька U складывается из скорости течения идеальной жидкости вне пограничного слоя Ux и малого изменения скорости в пределах пограничного слоя dU. Касательная составляющая (Аи) зависит от угла 9, который отсчитывается от точки разветвления набегающего потока [19]. [c.292]

Эта трудность связана с отбрасыванием вязких сил даже при очень больших числах Рейнольдса эта процедура незаконна вблизи твердой границы. Действительно, поскольку на твердой границе скорость равна нулю, в то время как градиент скорости конечен, в этой области всегда доминируют вязкие силы. Поэтому вблизи твердых границ всегда необходимо анализировать течение на основе уравнения (7-1.4), даже если число Рейнольдса велико. Эта область, примыкающая к границе, где нарушается справедливость уравнения (7-1.6), называется пограничным слоем. [c.258]

Твердый компонент равномерно распределен в несущей фазе. Турбулентные пульсации приводят газовые и твердые частицы к поперечным перемещениям из ядра потока к пограничному слою. Для однофазных потоков вязкий подслой пограничного слоя обычно определяют как безвихревую зону, полагая, что под действием вязкостных сил пульсации там уже угасли. В двухфазных потоках такая картина, по-видимому, не сохраняется. Действительно, твердые частицы, обладающие большей инерционностью, способны проникать и в вязкий подслой, достигая стенок канала и соприкасаясь с ними. Кроме того, возможно продольное движение частиц у стенки канала, которое влияет на структуру, теплоемкость и теплопроводность вязкой зоны. [c.180]

Наряду с этим оценим изменение толщины пограничного слоя при движении дисперсного потока. Согласно 6-3 толщина вязкого слоя уменьшается [c.207]

Рис. 11. Криволинейная система координат для вязкого пограничного слоя на сферическом пузырьке газа.

Таким образом, получили уравнение движения жидкости в вязком пограничном слое. [c.44]

Характер результатов, полученных для течения на плоской пластине на не слишком большом удалении от передней кромки, т. е. при РхШ 1, показан на фиг. 8.5. Видно, что по мере движения смеси вдоль плоской пластины скорость скольжения твердых частиц 7/рш уменьшается, плотность их у стенки увеличивается, а толщина пограничного слоя частиц растет, так как твердые частицы приобретают нормальную компоненту скорости 7р вследствие вязкого сопротивления в потоке жидкости с нормальной составляющей скорости V, причем Ур < V даже при 77 = = 77р. Тенденция к повышению плотности твердых частиц свидетельствует о возможности их отложения на некотором расстоянии от передней кромки этому вопросу посвящен разд. 8.4. [c.352]

Падение скорости в пограничном слое обусловливается в конечном итоге вязкостью жидкости, которой нельзя пренебречь здесь, несмотря на большие значения R. Математически это проявляется в том, что градиенты скорости в пограничном слое велики и потому вязкие члены в уравнениях движения, содержащие производные от скорости по координатам, велики, несмотря на малость v ). [c.223]

Падение средней скорости как в турбулентном, так и в ламинарном пограничном слое, обусловливается в конечном итоге вязкостью жидкости. Однако влияние вязкости проявляется в турбулентном пограничном слое очень своеобразно. Самый ход изменения средней скорости в слое не зависит непосредственно от вязкости вязкость входит в выражение для градиента скорости только в вязком подслое. Общая же толщина пограничного слоя определяется вязкостью и обращается в нуль вместе с ней (см. ниже). Если бы вязкость была в точности равна нулю, то никакого пограничного слоя вовсе не было бы. [c.252]

К случаю медленного течения в очень вязкой жидкости все изложенные в последних параграфах представления неприменимы, так как силы вязкости играют существенную роль не только вблизи тела но и на значительном расстоянии от него. В этом случае уже нельзя выделить тонкий пограничный слой, а весь остальной поток рассматривать без учета сил вязкости. Вследствие этого и вся картина обтекания тела медленным потоком вязкой жидкости, и механизм возникновения лобового сопротивления будут совершенно иными. Силы вязкости тормозят движение не только ближайших, но и далеких слоев жидкости. Сопротивление при этом оказывается пропорциональным первой степени скорости, аналогично силам, действующим на стенки трубы со стороны медленно текущей в ней жидкости ( 125). [c.551]

Падение в вязкой среде 197 Парциальные системы 633, 638 Пито трубка 528 Плавание тел 507, 519 Планет движение 313, 323 Поверхностное натяжение 518 Пограничный слой 547 Поле 73 [c.749]

Рассмотрим ламинарное слоистое движение вязкой жидкости около неподвижной твердой стенки. На самой стенке скорость жидкости равна нулю, а вблизи стенки жидкость подтормаживается под действием сил вязкости. Эта область течения вязкой жидкости, расположенная около обтекаемого тела, называется пограничным слоем. Вне пограничного слоя влияние вязкости обычно проявляется слабо и картина течения близка к той, которую дает теория идеальной жидкости. Поэтому для теоретического исследования течения вязких жидкостей все иоле течения можно разбить на две области на область пограничного слоя вблизи стенки, где следует учитывать силы трения, и на область течения вне пограничного слоя, в которой можно пренебречь силами трения и поэтому применять закономерности теории идеальной жидкости. Следовательно, пограничный слой представляет собой такую область течения вязкой жидкости, в которой величины сил трения и инерции имеют одинаковый порядок. На основании этого можно оценить толщину пограничного слоя. [c.279]

При обтекании потоком вязкой жидкости за каждым из профилей образуется след — область пониженного полного давления, где и сосредоточены все потери, возникающие в пограничном слое. Как показывают эксперименты, выравнивание статического давления осуществляется в непосредственной близости за решеткой (на расстоянии долей хорды профиля —ч----ч----/ [c.13]

Производим йнтегрировавие уравнения по толщине пограничного слоя б и учитываем, что на границе пограничного слоя вязкие взаимодействия пропадают [c.218]

Чрезвычайно ценное свойство метода Прандтля состоит в том, что он объясняет и оправдывает гаирокое применение теории идеальной жидкости в аэродинамике. Действительно, вне весьма тонкого пограничного слоя вязкой жидкости при малой вязкости, что и имеет место в случае, например воздуха, мы можем, рассматривать течение ее как течение идеальной жидкости. Так как, с другой стороны, согласно известному свойству слоя Прандтля, нормальное давление передается через слой без изменения, то, нри учете давлений на поверхность обтекаемого тела, в зонах, где нет отрыва струй, мы можем рассматривать тело как обтекаемое идеальною жидкостью, пренебрегая при этом малым утолщением тела благодаря образованию слоя. [c.164]

Известно, что процесс передачи тепла от нагретых газов к стенке происходит через пограничный слой (вязкий подслой) главным образом посредством теплопроводности. При этом чем толще пограничный слой, тем больше его термическое сопротивление и тем слабее происходит процесс теплопередачи от газов к стенке. На рис. 36 представлено изменение коэффициента теплоотдачи по высоте вертикальной трубы в воздухе. Как видно, наибольшее значение коэффициента теплоотдачи получается для начального участка трубы у нижней кромки, где толщина пограничного слоя еще мала. Из этого молчпо сделать вывод, что чем короче канал (или труба), тем больше ее общий коэффициент теплопередачи. Это положение подтверждается также эмпирической формулой, служащей для определения теплоотдачи конвекцией в ламинарном потоке [c.78]

Книга Уильяма X. Дорренса является современным и замкнутым в себе введением в теорию пограничного слоя вязких газовых смесей. Изложение проводится от самых основ и заканчивается обзором современных результатов. [c.4]

Исследования течений в пограничном слое неньютоновских жидкостей довольно обширно представлены в научной литературе. Однако все они явно или неявно относятся к вязкому пограничному слою. Сривастава и Маити [19] исследовали течение в пограничном слое жидкости второго порядка. Выбор такого уравнения состояния был, по-видимому, нодсказан приближением для низких чисел Вейссенберга, т. е. приближением вязкого пограничного слоя. Главный результат их работы состоит в доказательстве того, что точка отрыва смещается в направлении передней критической точки при росте числа We. [c.279]

Как уже отмечалось, части1(ы жидкости, непосредственно соприкасающиеся с поверхностью, адсорбируются ( прилипают ) к ней. Соприкасаясь с неподвижным слоем, тормозятся и более удаленные от поверхности слои жидкости. Зона потока, и которой наблюдается уменыпение скорости (ш <№), ), вызванное вязким взаимодействием жидкости с поверхностью, называется гидродинамическим пограничным с л о-ем. 3.4 пределами пограничного слоя течет невозмущенный поток. Четкой границы между ними нет, так как скорость W по мере удаления от поверхности постепенно (асимптотически) возрастает до Шж. Практически за толщину гидродинамического пограничного слоя условно принимают расстояние от поверхности до точки, в которой скорость W отличается от скорости невозмущенного потока ау незначительно (обычно на 1 %). [c.79]

Безразмерные комплексы обычно не являются точным отношением каких-то сил, а лишь качественно характеризуют их соотношение. В данном случае сила вязкого трения между соседними с.лоями движущейся в пограничном слое жидкости, действуюихая на единичную площадку, параллельную плоскости у —О, равна по закону Ньютона F = i (dw/dy). Заменяя производную отношением конечных разностей (dw/dy) получим цЯ р,Шж/бг, где 6г —толщина гидродинамического пограничного слоя. Принимая во внимание, что йг- /, получаем выражение [c.82]

Для решения задачи без этих допущений необходимо отойти от упрощенной схемы потока и рассмотреть наряду с турбулентным ядром и турбулентный пограничный слой, состоящий из переходного слоя и вязкого подслоя. Имея в виду, что величины, относящиеся к внешней границе слоя и подслоя, будут соответственно без штриха и со штрихом, относящиеся к твердым и жндким (газообразным) компонентам с индексом т и без ил-декса и относящиеся ко всему потоку — с индексом п , рассмотрим последовательно касательные напряжения и тепловые потоки в вязком подслое, а затем в промежуточном слое и турбулентном ядре. [c.185]

Последнее выражение позволило в [Л. 309] прийти к выводу, что при предельном увеличении концентрации и Z— -оо усиление теплообмена за счет турбулентного переноса тепла частицами составит не более 30%. Такой результат, расходящийся со многими опытными данными и оценкой по теоретической зависимости (6-15), получен в результате ряда упущений и неоправдаиных упрощений. Так, например, для дисперсного и чистого потока е , I, ti i, и приняты одинаковыми. Иначе говоря, при таком подходе все улучшение теплообмена, вызываемое наличием и турбулентными перемещениями частиц, учитывается лишь изменениями в ядре потока, где термическое сопротивление и без того мало. Изменение в пограничном слое, где термическое сопротивление наибольшее и лимитирует результирующий теплопере-нос к стенке, полностью игнорируются. Поэтому естественно, что улучшение теплообмена лишь в пределах турбулентного ядра, без учета одновременно цроявляю-щихся важнейших изменений в вязком подслое дало предельный прирост для Nun/Nu лишь 30%. [c.202]

Необходимо отметить, что и в случае турбулентного гидродинамического пограничного слоя неиосредствеино у стенки имеется очень тонкий слой жидкости, движение в котором имеет ламинарный характер. Этот слой называют вязким, или ламинарным, подслоем 3. [c.404]

В случае больших чисел Рейнольдса (Re > 1) часто можно считать, что влияние вязких сил проявляется лишь в топких пограничных слоях у поверхностей частиц и, если нет отрыва этих пограничных слоев (что имеет место при обтекании пузырьков), то в подавляющей части объема dj несущей фазы в ячейке влияние вязкости мало и микродвижепие около частиц определяется взаимодействием нелинейных инерционных сил и сил давления. Такой режим микродвижения будем называть инерционным. Уравнения (3.3.1), (3.3.2) и (3.3.14) для этого режима сведутся к уравнениям идеальной несжимаемой жидкости = — piS , pi = onst) [c.119]

Сформулируем основные допущения модели. Будем считать, что гидродина шческпми свойствами газовой фазы можно пренебречь (т. е. считаем газ идеальным). Жидкая фаза также предполагается идеальной. Из этого предположения следует отсутствие вязкого пограничного слоя на поверхности пузырька. Таким образом, во всем пространстве вне газового пузырька течение жидкости является потенциальным. [c.51]

Определим теперь коэффициент сопротивления, которое газовый пузырек оказывает набегающе.л1у на него потоку жидкости. Будем считать, что полное сопротивление складывается из сопротивления, вызванного вязким пограничным слоем жидкости на поверхности пузырька, и сопротивления, обусловленного изменением распределения давления вдоль поверхности пузырька. Первый из названных вкладов в коэффициент сопротивления обо значим через сл . Его можно определить, интегрируя безразмерную тангенциальную компоненту тензора напряжений по поверхности пузырька газа. Поскольку вязкий пограничный слой не существует в области, где происходит отрыв пограничного слоя [c.74]

При получении (2. 8, 16) пренебрегаем зависимостью р (6) в области отрыва вязкого пограничного слоя на поверхности пузырька, т. е. при 0 9д. Это дает возможность рассчитать коэффициент сопротивления со, в завпспмости от Не при различных значениях д. На рис. 26 приведены соответствующие графические зависимости. Увеличение сопротивления газового пузырька с ростом количества ПАВ на его поверхности объясняется следующим образом. Нормальные к поверхности пузырька силы, действующие в направлении, противоположном паправ.леншо движения газового пузырька, те.м больше, чем больше значение фактора загрязненности д. Следовательно, коэффициент сопротивления сп. также растет с ростом д, как это видно из рис. 26. [c.76]

Чтобы выяснить особегпюсти обтекания тела вязкой жидкостью, вернемся к уже рассмотренному случаю обтекания цилиндра невязкой жидкостью и посмотрим, какие изменения в эту картину должны внести силы вязкости. В набегающем потоке (рис. 326) картина будет такой же, как и при обтекании цилиндра невязкой жидкостью, т. е. аналогичная изображенной па рис, 324. Однако при дальнейшем течении жидкости от точки А к точкам А и А", вследствие действия сил вязкости в пограничном слое, частицы жидкости, идущие из области АА и АА", теряют скорость и приходят в области jB и С с меньшими скоростями, чем в случае отсутствия сил вязкости. Потеря скорости на участках АА и А А" приводит к тому, что поток, обтекающий цилиндр, не может проникнуть в области D D и D"D. В результате вблизй точек D и D" происходит отрыв потока от поверхности цилиндра. В этом и заключается существенное изменение картины обтекания цилиндра, вносимое силами вязкости. В отличие от невязкой жидкости, полное обтекание цилиндра вязкой жидкостью оказывается невозможным. Позади цилиндра образуется область, в которую потоки, обтекающие цилиндр, не проникают и в которой движение жидкостей носит совсем особый характер —возникают вихревые [c.547]

Вернемся к вопросу о движении вязкой жидкости позади обтекаемого тела —в области D D" на рис. 326. В пограничном слое, как указывалось, скорость частиц жидкости постепенно возрастает по мере удаления от стенки. Вследствие этого всякий объем жидкости в ПОГра- а- [c.551]

Жидкость, заторможенная в пограничном слое, в некоторых случаях не прилегает по всей обтекаемой поверхности тела в виде тонкого слоя. Таким особым случаем является движенпе вязкой жидкости вдоль стенки против нарастающего давления во внешнем потоке (течение в диффузоре). Как показывают результаты многочисленных опытов и теоретические оценки ( 2), давление остается постоянным иоиерек пограничного слоя, следовательно, продольный градиент давления, который имеется во внешнем потоке, оказывает влияние на весь пограничный слой. Если положительный градиент давления достаточно велик, то слои жидкости, прилегающие непосредственно [c.282]

Выведем дифференциальные уравнения для ламинарного пограничного слоя при установившемся илоскопараллельном течении вязкого сжимаемого газа, используя отмеченный ранее факт, что для маловязких жидкостей (при больших числах Рейнольдса) влияние вязкости и теплопроводности сосредоточено в тонком слое вблизи обте1 аемой поверхности, т. е. [c.283]

Рис. 8.47. Искажение системы скачкой при взаимодействии их с пограничным слоем. Штриховая линия — скачки и идеальном газе, сплошные лпнип — скачки D вязком газе

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...