Поперечное обтекание круглых цилиндров

Поперечное обтекание круглых цилиндров [c.130]

Средний коэффициент теплоотдачи для случаев поперечного обтекания круглых цилиндров можно определять по формулам [17] [c.132]

При поперечном обтекании круглого цилиндра и при обтекании шара на передней части этих тел образуется ламинарный пограничный слой (по крайней мере, при достаточно низких числах Рейнольдса, когда переход к турбулентному пограничному слою не происходит). Расчет местной плотности теплового потока в окрестности критической точки и на лобовой поверхности тел выполняется рассмотренными методами. Однако в сечении цилиндра или шара, расположенном несколько выше по потоку, чем миделево, происходит отрыв ламинарного пограничного слоя (отрыв турбулентного пограничного слоя происходит несколько ниже миделева сечения). После отрыва пограничного слоя на поверхности тела наблюдаются колебания местного коэффициента теплоотдачи, соответствующие сложному вихревому характеру течения с уносом вихрей от поверхности в гидродинамический след. [c.274]

Постоянные в уравнении (10-53) при различных числах Рейнольдса. Поперечное обтекание круглого цилиндра [c.275]

Поперечное обтекание круглого цилиндра плоскопараллельным потоком [c.87]

Рассмотрим случай поперечного обтекания круглого цилиндра потоком несжимаемой жидкости. Известно, что в этом случае можно выделить три режима течения 1) безотрывное обтекание цилиндра, 2) течение с образованием парного вихря и 3) течение с образованием одного крупномасштабного вихря, периодически изменяющего свое положение. Для первого режима течения остаются справедливыми основные допущения теории пограничного слоя, и процессы тепло- и массообмена поддаются аналитическому [c.171]

ПОПЕРЕЧНОЕ ОБТЕКАНИЕ КРУГЛОГО ЦИЛИНДРА ПОСТУПАТЕЛЬНЫМ ПОТОКОМ [c.77]

Чтобы получить направление силы Р , следует вектор скорости щ повернуть на угол л/2 в направлении, противоположном циркуляции. Эта сила называется подъемной или поперечной силой Жуковского. Она является результатом того перераспределения давлений по поверхности цилиндра, которое вызвано действием присоединенного к потенциальному потоку вихря. Определяемую формулой (7.41) поперечную силу можно получить и опытным путем, создав условия обтекания цилиндра, близкие к теоретическим. Этого можно достигнуть, если круглый цилиндр, обтекаемый потоком реальной жидкости, вращать вокруг своей оси. Тогда наблюдается картина обтекания, показанная на рис. 7.12, весьма сходная с теоретической (см. рис. 7.10), и возникает поперечная сила Жуковского (эффект Магнуса). Это позволяет предполагать, что не только для частного случая обтекания круглого цилиндра, но и для случаев обтекания тел других форм можно, внося в потенциальный поток некоторую систему вихрей, получать такие течения, которые близки к наблюдаемым и в которых действуют гидродинамические силы, совпадающие с измеряемыми в опытах. [c.229]

Из формул (7.47) и (7.48) следует, что вектор силы Р направлен нормально к вектору скорости о (см. рис. 7.14). Замечая, что в последнем выводе циркуляция взята положительной (соответственно вращению вихря против часовой стрелки), и принимая во внимание результат, полученный при циркуляционном обтекании круглого цилиндра, можно установить следующее правило для определения направления поперечной силы Жуковского следует вектор скорости потока в бесконечности повернуть на угол л12 в направлении, противоположном циркуляции. Так как поток всюду вне тела предполагается потенциальным, а вихри расположены только на поверхности тела или внутри него, то циркуляцию можно вычислять по любому контуру, охватывающему тело. [c.235]

Перейдем к рассмотрению несколько более сложного потока. Возьмем только что изученное теоретическое обтекание круглого цилиндра и наложим на него круговой циркуляционный поток вокруг вихря (42), причем сам вихрь поместим в центр контура цилиндра. Такое обтекание в отличие от предыдущего, бесциркуляционного , будем называть циркуляционным обтеканием цилиндра. Подобный поток будет наблюдаться в действительности, если обтекаемый цилиндр вращать вокруг оси тогда окружающая цилиндр жидкость, увлекаемая внутренним трением, придет в круговое, циркуляционное движение, которое сложится с бесциркуляционным обтеканием цилиндра и даст картину, напоминающую рассматриваемое теоретическое обтекание основное отличие между теоретическим и действительным обтеканием произойдет из-за отрыва жидкости от поверхности, а также за счет возникновения поперечных, перпендикулярных к плоскости [c.244]

Выше рассматривались аэродинамические поперечные силы, вызванные периодическим срывом вихрей, при обтекании круглого цилиндра. [c.830]

Отрыв потока, только что рассмотренный для случая обтекания круглого цилиндра, возникает также при течении жидкости в канале, резко расширяющемся в направлении течения (рис. 2.11). До достижения жидкостью самого узкого поперечного сечения давление в направлении течения понижается. [c.45]

Уточним для примера условия единственности применительно к задаче о вынужденной конвекции тепла при поперечном обтекании круглого бесконечного цилиндра однородным потоком газа. [c.76]

Теплоотдача при поперечном обтекании цилиндра. Расчет теплоотдачи круглого цилиндра, обтекаемого поперечным потоком воздуха, производится по следующей формуле [c.219]

Вычислите среднюю плотность потока массы бензола, испаряющегося с внешней поверхности круглого цилиндра, обтекаемого поперечным потоком воздуха. Скорость набегающего потока 6,1 м/сек. Вычисленное значение движущей силы массопереноса В равно 0,90. Коэффициент теплоотдачи а при обтекании того же цилиндра воздушным потоком 85 вт/(м град). Подробно объясните все допущения, которые вы будете использовать при решении задачи. Вычислите концентрацию бензола в 0-состоянии, полагая, что химические реакции отсутствуют. [c.388]

Переходя теперь к изучению теплообмена при отрыве потока от поверхности, рассмотрим случай поперечного обтекания единичного круглого цилиндра. [c.357]

Поперечное обтекание труб и прутков круглого сечения. Типичная картина движения жидкости при поперечном обтекании цилиндра (одиночной трубы) показана на рис. 1-21. Вследствие различных условий смывания жидкостью разных участков цилиндрической поверхности по окружности поперечного сечения трубы условия теплоотдачи неодинаковы. Наибольшее значение коэффициента теплоотдачи имеет место на лобовой образующей цилиндра (ф=0). По поверхности цилиндра в направлении движения жидкости коэффициент теплоотдачи резко падает и при ф=90- -100° уменьшается до минимума, а затем в кормовой части грубы возрастает (рис. 1-22). [c.61]

Механизм движения упруго закрепленного круглого цилиндра в потоке жидкости сложнее, но вместе с тем имеется много общего с обтеканием неподвижного цилиндра. При отрыве вихря с цилиндра также возникает подъемная сила, заставляющая его перемещаться в направлении поперек потока до тех пор, пока не установится равновесие. После этого цилиндр под влиянием восстанавливающей силы (пружины, упругости материала) начнет двигаться в противоположном направлении. Если скорость потока такова, что через промежуток, равный полупериоду колебаний цилиндра, сорвется вихрь с другой стороны, т. е. противоположного вращения, то возникнет подъемная сила обратного знака, стимулирующая начавшееся под влиянием восстанавливающей силы движение. Через полупериод, также определяемый числом Струхаля, равным 0,2, снова возникает из-за срыва вихря подъемная сила, которая также будет поддерживать возникшие поперечные к потоку колебания. [c.101]

Возникновение циркуляции влечет за собой эффект Магнуса, т.е. появление поперечной силы. Пусть скорость потока вдали от цилиндра равна г> тогда наибольшая скорость жидкости на окружности цилиндра при его обтекании обычным потенциальным потоком равна 2v. Если к потенциальному течению присоединяется еще циркуляционное течение со скоростью 2v, то тогда на одной стороне цилиндра скорость будет равна нулю, а на другой 4v. Опыты с вращающимися цилиндрами показали, что максимальный эффект Магнуса получается в том случае, когда окружная скорость цилиндра и равна круглым числом Av. Развитие течения около цилиндра, вращающегося с окружной скоростью и = 4г>, показано на рис. 108. [c.194]

Пользуясь методом анализа размерностей [21], установим вид функциональной зависимости для коэффициента лобового сопротивления Сд. при обтекании тела стесненным потоком в трубе. В качестве модели системы штучный груз—труба примем однородное цилиндрическое тело круглого сечения конечной длины с торцовыми стенками, перпендикулярными образующей цилиндра, помещенное в круглую трубу. Обязательным условием, характеризующим рассматриваемую систему, примем наличие зазора между внутренней стенкой трубы и наружной поверхностью груза, соизмеримого с его поперечным размером. [c.32]

Вернемся к рассмотрению обтекания цилиндра круглого- поперечного сечения. Изменение среднего значения его коэффициента лобового сопротивления Си можно представить так, как это сделано на рис. 4.16, где показана его зависимость от числа Рейнольдса. Отметим, в частности, резкое падение Сд в интервале, определяемом примерно значениями 4-10 Ке 6-10 . Эта область его резкого падения называется критической областью и соответствует состоянию, при котором наблюдается переход от ламинарного к турбулентному течению в по- [c.114]

Получите приближенное решение урав1нен,ия энергии ла>ми-нарного пограничного слоя при плоском течении жидкости с очень низким числом Прандтля в окрестности критической точки. Считайте, что тепловой пограничный слой значительно толще динамического. На основе полученного решения запишите уравнение для расчета теплообмена в критической точке при поперечном обтекании круглого цилиндра, используя в качестве характерного размера диаметр цилиндра, а в качестве характерной скорости — KOipo Tb набегающего потока. [c.276]

Единственная компонента поперечной аэродинамической силы при поперечных колебаниях круглого цилиндра, которая может быть в настоящее время теоретически определена вполне корректно,— это компонента инерционной природы. М. А. Павлихина (1965) подробно рассмотрела неустановившееся движение идеальной несжимаемой жидкости при поперечных относительно набегающего потока вынужденных колебаниях цилиндра в предположении потенциальности и плавности его обтекания. [c.829]

Существуют способы, позволяющие путем искусственных мероприятий так влиять на пограничный слой, чтобы все течение в целом приобретало иной характер, желательный для тех или иных целей. Один из таких способов, заключающийся в отсасываниипограничного слоя внутрь тел а,указал Л. Прандтль в 1904 г. в своей первой работе о пограничном слое. Л. Прандтль применил его для проверки своих основных представлений и получил при этом поразительный эффект. На рис. 14.1 изображено обтекание круглого цилиндра при одностороннем отсасывании пограничного слоя внутрь цилиндра через узкую щель в его поверхности. Мы видим, что на той стороне, где производится отсасывание, течение прилегает к поверхности цилиндра на значительно большем протяжении, чем на противоположной стороне, что приводит к значительному уменьшению сопротивления. Кроме того, вследствие нарушения симметрии течения возникает большая поперечная сила. [c.352]

Применение численных методов интетрирования уравнений Стокса в полном, нелинеаризированном их виде для изучения стационарного обтекания круглого цилиндра началось почти пятнадцать лет тому назад ). Особый интерес привлекали малые числа Рейнольдса, примерно до сорока, когда в кормовэй области еще сохраняется стационарная картина замкнутых течений — их иногда называют вихревыми зонами , — близкая к наблюдаемой в действительности. Теоретически было показано, что с ростом рейнольдсова числа продольные размеры этих зон увеличиваются, а поперечные практически сохраняют свое значение — зоны, таким образом, вытягиваются вдоль потока. При достижении реннольдсовым числом значения, близкого к сорока, стационарное течение, которое теоретически можно продолжать рассчитывать до более высоких значений чисел Рейнольдса (имеются расчеты до Re = 10 ), на самом деле теряет устойчивость и перестает существовать возникает нестационарный периодический отрыв зон с поверхности, цилиндра, попеременно то с одной, то с другой стороны. Оторвавшись от поверхности цилиндра, эти замкнутые зоны в свою очередь становятся неустойчивыми и сворачиваются в вихревые жгуты с перпендикулярными к плоскости течения осями. Е> заключительной стадии они сносятся потоком в область следа за цилиндром, где постепенно, вследствие вязкой диффузии, угасают. [c.544]

И без того сложная гидродинамическая картина обтекания одиночного цилиндра (трубы) становится еще сложнее при обтекании пучка круглых труб. В этом случае влияние на число Нуссельта Nu оказывают схема расположения труб в пучке, поперечный шаг Zi, продольный шаг и число рядов труб г (рис. 28.3). Характеристиками пучка считают отно ительный поперечный шаг = и относительный продольный шаг lr,2 = li/d. [c.345]

В. Вынужденно колеблющийся цилиндр. Следует признать, что физика поперечных свободных колебаний круглого цилиндра изучена еще недостаточно. Объясняется это тем, что ясная картина обтекания колеблющегося цилиндра наблюдается либо при скоростях ветра, соответствующих установившимся автоколебаниям цилиндра, когда частота срывающихся вихрей совпадает с собственной частотой, либо при тех скоростях ветра, при которых цилиндр можно считать неподвижным. При промежуточных скоростях ветра не наблюдается упорядоченного обтекания, так как сами колебания имеют неустановив-шийся характер. [c.828]

Как легко заключить из выражения (185), в принятом приближении влияние поперечной кривизгы тела сказывается в наличии множителя г1 (g) под знаком интеграла и делителя (х) перед знаком интеграла. При внешнем или внутреннем продольном обтекании поверхности круглого цилиндра (гп = onst) выражение (185) и все последующее решение задачи не будет отличаться от плоского. Иа самом деле все это верно лишь при выполнении условия малости отношения б/го. Отказ от этого ограничения значительно усложняет задачу даже для простейшего случая цилиндрической поверхности ). [c.632]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...