Определение точек перехода в пограничном слое

Определенна точек перехода в пограничном слое [c.112]

Цель работы — экспериментальное определение точки перехода ламинарного пограничного слоя в турбулентный. [c.340]

В действительности ламинарный пограничный слой развивается не безгранично, а в определенной точке переходит в турбулентное состояние потока. Физическая структура потока в этом случае изображена на рис. 65. Под турбулентным слоем остается ламинарный подслой, очень тонкий. [c.233]

Будет рассмотрена модель пограничного слоя в ламинарном и турбулентном потоках и обсуждено ее использование в различных аспектах теоретического и экспериментального исследования решеток. Расчет точки перехода ламинарного пограничного слоя в турбулентный имеет определенное значение в практике профилирования лопаток турбомашин к сожалению, этот важный параметр до сих пор определяется в основном эмпирическим путем. В том случае, когда толщина пограничного слоя сравнима с толщиной профиля лопаток, реальное течение в решетке существенно отличается от потока невязкой жидкости это особенно заметно при наличии областей отрыва потока и вихревых следов. [c.199]

Использование датчиков с тонкой нагретой металлической пластинкой, установленных на керамических лопатках, позволило отработать ценную методику определения областей перехода ламинарного пограничного слоя в турбулентный [7.8]. Использование этой методики экспериментального исследования с подходящей измерительной аппаратурой позволило бы провести интересные измерения по определению состояния пограничного слоя и коэффициентов теплопередачи. [c.203]

Распределение параметров жидкости в пограничном слое, а также трение и теплопередача к обтекаемой поверхности существенно зависят от режима течения, поэтому важной практической задачей является определение положения точки перехода ламинарного пограничного слоя в турбулентный. [c.340]

Затем препарированная модель устанавливается в рабочей части аэродинамической трубы и каким-либо способом определяется положение точки перехода ламинарного пограничного слоя в турбулентный. В частности, при сверхзвуковых скоростях целесообразно такое определение вести либо путем измерения теплового потока (для этой цели на поверхности модели размещают термопары), либо используя оптические приборы, позволяющие фотографировать пограничный слой и различные его участки. [c.353]

Особый интерес представляет неустойчивость ламинарного течения в пограничном слое и возникновение в кем турбулентности. Значимость этого вопроса определяется тем, что во многих случаях встречаются смешанные пограничные слои с участками ламинарного и турбулентного режимов. Для расчета таких слоев необходимо располагать не только методами расчета каждого из них, но и способами определения размеров переходной зоны или, по крайней мере, положения точки перехода. Рассмотрим в общих чертах переходные явления в пограничном слое на плоской пластине. [c.361]

Характер изменения температуры поверхности и местного коэффициента теплоотдачи по высоте пластины режимы движения воздуха в пограничном слое, определение точки перехода. [c.157]

Сублимация представляет собой ступенчатый процесс с неодинаковой вероятностью перехода частиц в пар. Молекулы соединяются и покидают кристаллы только в определенных точках поверхности. Причем узлы кристаллов в отдельных точках при подводе энергии извне разрушаются, и поток молекул пара стремительно врывается в пограничный слой, турбулизируя его. Испарение в таких условиях напоминает очаговые вспышки различной интенсивности и в различных точках поверхности. Это наглядно иллюстрируется качеством поверхности, которая после опыта имеет изрешеченную форму. [c.221]

Теория турбулентного трения. Переход ламинарного пограничного слоя в турбулентный. Точка перехода и ее экспериментальное определение. Теория установившейся турбулентности по Прандтлю. Логарифмические законы распределения скоростей и сил сопротивления трения. Степенные законы. Турбулентное трение для рулей Жуковского. Учет влияния шероховатости. Допустимая шероховатость крыла. [c.214]

Несмотря на проведение в последние годы большого числа исследований по переходу пограничного слоя, до сих пор не существует единой универсальной методики определения координат точки перехода. В связи с этим при выводе критерия перехода в настоящем методе были использованы опытные данные из работ [42, 43, 46, 49], где содержатся рекомендации по выбору зависимости критического числа Рейнольдса Re 5 от шероховатости и энтальпийного фактора. Эти данные показывают, в частности, что охлаждение обтекаемой поверхности смещает точку начала перехода вниз по потоку, что особенно заметно при низких температурных факторах in. < 0,4) [42, 43]. [c.128]

Вопрос об определении положения точки Отрыва турбулентного пограничного слоя нуждается еще в дополнительных теоретических и экспериментальных исследованиях. Можно все же думать, что предложенное приближенное решение правильно оценивает характер явления. Сформулированный только что вывод относительно взаимного расположения точек отрыва ламинарного и турбулентного пограничных слоев хорошо подтверждается опытами. Достаточно вспомнить явление кризиса обтекания , объяснение которого было дано в 92. Точка отрыва ламинарного слоя при больших докритических значениях рейнольдсова числа не меняет своего расположения, что приводит практически к установившейся картине. плохого обтекания шара и сохранению коэффициента сопротивления на уровне сравнительно большого его значения. Как только точка перехода в своем движении вверх по течению достигнет точки отрыва, отрыв теряет свой ламинарный характер и сразу же начинает перемещаться вниз по потоку, улучшая тем самым обтекание тела и уменьшая его сопротивление. В конце кризиса точка отрыва установившегося турбулентного пограничного слоя располагается значительно ниже по потоку, чем точка отрыва ламинарного слоя, и в дальнейшем уже, если и перемещается, то крайне незначительно (за счет косвенных причин, связанных с изменением давлений при утолщении слоя и др.). [c.637]

Внутреннему течению в пузыре посвящено немного работ. При рассмотрении этой проблемы полезны работы Сквайра [28] и Бэтчелора [29], в которых предполагалось наличие ядра с постоянной завихренностью, окруженного вязким слоем, для которого справедливы допущения теории пограничного слоя. Однако эти работы следовало бы обобщить, дополнив рассмотрение предполагаемого окружающего ламинарного слоя анализом его устойчивости и определением точки перехода [30]. [c.65]

Это легко понять из физических соображений. В самом деле, уравнения погра ничного слоя получены из уравнений Навье-Стокса при совершении предельного перехода (4.52) и при определенных предположениях о масштабах продольной скорости, давления и наклона струек тока. Но эти предположения обязаны выполняться и за точкой отрыва. Если предположить, что давление там по порядку больше, чем г , то линии тока пограничного слоя не смогут проникнуть за точку отрыва, так как на них М = 0(1), а тогда полное давление имеет порядок Предположение о меньших, чем г , порядках давления и толщины вязкой области течения, меньшей г, не позволяет сохранить порядок расхода газа. [c.154]

Проведенные расчеты показали, что хотя изменение угла скольжения не влияет на определение координаты перехода (выполнение равенства (7.56)), это изменение существенно влияет на распределение коэффициентов напряжения трения, теплового потока, а также на распределение толщины пограничного слоя и давления по размаху крыла. При обтекании треугольного крыла под углом скольжения возможно течение, которое на одной половине крыла закритическое, а на другой — докритическое. Это означает, что какие-либо возмущения, возникающие в пограничном слое, например, в плоскости симметрии холодного крыла, распространяются в докритической области вплоть до передней кромки, в то время как на другой реализуется течение, соответ ствующее обтеканию полубесконечной скользящей пластины. [c.334]

Расстояние, на котором точка перехода лежит позади нейтральной точки, зависит от степени турбулентности внешнего течения и от интенсивности нарастания неустойчивых возмущений, зависящей в свою очередь от градиента давления. Очень простое соотношение между интенсивностью нарастания возмущений и расстоянием теоретически определенной нейтральной точки от экспериментально определенной точки перехода найдено чисто эмпирически Р. Мишелем [ ]. В недавнее время правильность этого соотношения подтверждена А. М. О. Смитом на основе теории устойчивости. В самом деле, любое неустойчивое возмущение, перемещающееся в пограничном слое вниз по течению, попав в область неустойчивости, изображенную на рис. 17.2, [c.459]

При диффузионной сварке термопласты претерпевают следующие изменения свариваемый материал за счет нагрева переходит из твердого состояния в высокоэластическое, а затем в вязкотекучее. Звенья молекул, входящие в состав полимера, совершают колебательные движения вокруг некоторой точки равновесия, причем с увеличением температуры сварки гибкость макромолекул возрастает и молекулы приобретают способность свободно перемещаться в пограничных слоях, а затем диффундировать на определенную глубину свариваемых поверхностей деталей. [c.25]

Так как переход скорости пограничного слоя в скорость внешнего течения совершается асимптотически, то определение толщины слоя в известной степени произвольно. Однако для практических целей эта произвольность не существенна, поскольку скорость газов в пограничном слое достигает скорости внешнего потока уже иа весьма малом расстоянии от поверхности обтекаемого тела. Поэтому за толщину пограничного слоя можно принять такое расстояние от стенки, на котором I6 . [c.166]

В направлении потока вдоль поверхности толщина пограничного слоя 5 увеличивается. Заметим, что понятия внешней границы и толщины пограничного слоя не.являются определенными, так как изменение продольных скоростей при переходе из пограничного слоя во внешний поток происходит плавно. Приближенно внешняя граница слоя определяется в тех точках, где продольная скорость отличается от скорости внешнего потока на малую величину порядка Р/о. [c.230]

Определение структуры пограничного слоя, образующегося на профиле, установление точек перехода и отрыва слоя являются важной частью задачи о профильных. потерях в решетках. Схема образования пограничного слоя на профиле в плоской решетке показана на рис. 8-11,а. [c.476]

Для некоторых решеток очень важны измерения протяженности областей перехода ламинарного пограничного слоя в турбулентный. Единственным эффективным средством идентификации состояния пограничного слоя является определение коэффициента перемежаемости, который указывает, какую долю некоторого промежутка времени в заданной точке существует турбулентное течение. Коэффициент перемежаемости изменяется от нуля в случае ламинарного пограничного слоя через промежуточные величины на переходных режимах до единицы в случае полностью развитого турбулентного пограничного слоя. Во время траверсирования пограничного слоя желательно непрерывно измерять коэффициент перемежаемости для этого требуется соответствующая измерительная аппаратура. Хотя для большинства экспериментальных исследований достаточно измерение с использованием порога чувствительности измерительных устройств [7.12], было бы желательно для обеспечения максимальной точности использовать прибор, измеряющий разность потенциалов. [c.203]

Использование оптической техники, вероятно, открыло бы большие возможности для исследования пограничного слоя в проточной части турбомашин. Многообещающее начало этому положено работой [7.13], в которой была использована интерферометрическая техника однако полученные результаты ограничивались определением точки перехода ламинарного [c.203]

Экспериментальное определение точки перехода в пограничном слое производят обычно так. Микротрубку полного напора, отверстие которой баправлено навстречу потоку, заставляют перемегцаться вдоль пограничного слоя, оставляя носик трубки В (динамическое отверстие) на одном и том же малом расстоянии к (рис. 199) от поверхности крыла. Вычитая из полного напора, регистрируемого отверстием О трубки, давление в соответствуюш,ем сечении пограничного слоя, замеряемое при помощи отверстия на поверхности крыла, находящегося как раз под носиком микротрубки, можем определить скорость на выбранном фиксированном расстоянии от поверхности в различных сечениях пограничного слоя. [c.530]

Экспериментальное определение точки перехода в пограничном слое производят обычно так. Микротрубку полного напора, отверстие которой направлено навстречу потоку, заставляют перемещаться вдоль пограничного слоя, оставляя носик трубки В (динамическое отверстие) на одном и том же малом расстоянии Н (рис. 216) от поверхности крыла. Вычитая из полного напора, регистрируемого отверстием О трубки, давление в соответствующем сечении пограничного слоя, замеряемое при помощи отверстия на поверхности крыла, находящегося как раз под но- [c.672]

Опыты по изучению перехода в пограничном слое, обусловленного турбулентностью свободного потока, были проведены на гладкой модели, имеющей форму удобообтекаемого тела вращения. Это длинный круглый цилиндр диаметром 76,2 мм и длиной 152,4 мм с навинченным полуэллипсоидным наконечником диаметром 76,2 мм (модель I). Ось модели совпадала с осью туннеля. Для получения изотропной турбулентности потока в туннеле на некотором расстоянии от наконечника модели устанавливалась сетка. Положение перехода определялось наблюдением за поведением очень тонкой полоски белых чернил, поступающих в ламинарный пограничный слой из отверстия на поверхности, расположенного вблизи наконечника. Вначале белая полоска устойчиво течет вдоль поверхности без заметного изменения своей щирины, но в конце концов внезапно наступает кратковременое утолщение, сопровождающееся пульсациями. Пульсации спазматически распространяются на некоторой длине модели, причем их интенсивность и частота увеличиваются с расстоянием по потоку. В конечном итоге тонкая лента чернил быстро размывается в окружающей среде. За зону перехода принималась зона, в пределах которой наблюдались пульсации, а за точку перехода принималась наиболее близко расположенная к носу модели точка, в которой впервые замечались пульсации. Этот метод определения положения перехода был осуществлен с целью получения результатов, согласующихся с результатами опытов на трубе малого диаметра. На основании теории Тейлора [12] было получено безразмерное число [c.129]

Для приближенного определения числа Re можно воспользоваться полузмпирической методикой, изложенной в [31 ]. В практических расчетах часто полагают Re = вместо зоны перехода рассматривают сечение или точку перехода. Подробные сведения о явлениях перехода в пограничном слое приводятся в [55]. [c.42]

Значительную неопределенность в расчет тепловой защиты сегментального аппарата вносит неточность определения теплового эффекта радиационного вдува, а также энтальпии разрушения /н, а в расчет защиты конического аппарата — положение точки перехода от ламинарного режима течения в пограничном слое к турбулентному. Последнее также связано с оценкой эффекта вдува, поскольку в турбулентном пограничном слое коэффициент вдува ут почти втрое меньше, чем в ламинарном 7л, а соотношение тепловых потоков к непроницаемой поверхности обратное от втрое выше од. В результате тепловой поток, подведенный к разрушающейся поверхности, оказывается в 7 раз выше при турбулентном режиме. При расчетах в работе [Л. 10-6] предполагалось, что критическое число Рейнольдса, рассчитанное по локальным параметрам набегающего потока, составляет Некр= 2,5-10 , однако за счет влияния различных факторов оно может снизиться до 0,1-10 . Первому из этих значений в период максимального нагрева соответствовал ламинарный режим течения на большей части конического аппарата, тогда как второму — турбулентный почти на всей поверхности, за исключением носового затупления. [c.307]

Производились измерения давления на стенке. Полное давление в потоке измерялось микронасадком, непрерывно перемещающемся по нормали к образующей. Сигнал давления преобразовывался малоинерционным индуктивным датчиком в электрический сигнал, фикси-эуемый на осциллографе. Тенлеровская картина обтекания фотографировалась. Экспериментальные исследования проводились при числе Маха невозмущенного потока М = 6. Число Рейнольдса, определенное по параметрам в невозмущенном потоке, изменялось в диапазоне К = 0.5 10 -г 2.5 10 . В качестве характерного размера принималась длина образующей конуса до точки сопряжения (100 мм). Для исследуемых моделей такой диапазон изменения чисел Рейнольдса соответствовал режимам перехода ламинарного течения в турбулентное либо в пределах зоны отрыва, либо вверх по потоку от точки отрыва. Режим течения в пограничном слое контролировался по коэффициенту восстановления температуры поверхности. [c.162]

Определение толщины пограничного слоя. Так как переход скорости пограничного слоя в скорость внешнего течения совершается асимптотически, то определение толш,ины пограничного слоя в известной степени произвольно. Однако для практических целей эта произвольность не играет роли, так как скорость пограничного слоя достигает скорости внешнего течения уже на весьма малом расстоянии от стенки. Поэтому за толш ину пограничного слоя можно принять, например, такое расстояние от стенки, на котором скорость течения отличается на 1% от скорости внешнего течения. Именно при таком определении толш,ины погранич- [c.40]

Новые исследования Г. В, Эммонса [ ], а также Г. Б. Шубауэра и П. С. Клебанова показали, что переход ламинарной формы течения в турбулентную в пограничном слое на пластине также состоит из беспорядочной смены во времени ламинарных и турбулентных состояний. Как показывает рис. 16.7, в определенной точке внутри пограничного слоя внезапно возникает небольшое турбулентное образование неправильной структуры (турбулентное пятно), которое затем перемещается вниз по течению внутри клинообразной области. Такие турбулентные пятна появляются через неправильные промежутки времени в разных, неравномерно распределенных точках обтекаемой пластины. Внутри клинообразных областей, по которым перемещаются турбулентн1 1е пятна, преобладает турбулентная форма течения, а в соседних областях происходит непрерывная смена ламинарной и турбулентной форм течения. См. в связи с этим также работу [" J. [c.420]

При сверхзвуковых скоростях экспериментальное определение точки перехода посредством измерений скорости или динамического давления иногда невозможно. В таких случаях используется способ, основанный на измерении нагревания стенки теплом, выделяющимся в пограничном слое вследствие трения. При переходе ламинарной формы течения в турбулентную температура стенки, а вместе с нею и коэффициент восстановления, определяемый уравнением (13.19), довольно резко возрастают, так как при турбулентном течении выделение тепла в пограничном слое вследствие трения значительнее, чем при ламинарном. На рис. 17.31 изображено такое определение точки перехода, выполненное Дж. К. Эввар-дом [ ], для конуса, обтекаемого в осевом направлении. Значения коэффициента восстановления г отложены в виде ординат, а значения местной длины — в виде абсцисс. [c.479]

Не следует смешивать эту точку потери устойчивости ламинарного пограничного слоя ни с началом переходной области, ни с той точкой перехода ламинарного движения в турбулентное, которая йнтер есует практику. Под началом переходной области обычно понимают точку (сечение пограничного слоя), где развивающиеся возмущения нарастают настолько заметно, что уже начинают изменять ламинарный характер движения в пограничном слое, а под точкой перехода такую промежуточную точку переходной области, где турбулентный характер движения уже значительно проявился, например, в искажении профиля скоростей в сечениях пограничного слоя. В тех случаях, когда протяженность переходной области по сравнению с размерами тела невелика или не требуется большой точности в определении положения перехода, пользование понятием точки перехода вполне приемлемо. [c.672]

Что касается обтекания полупластины, то при увеличении расстояния X от края полупластины число Рейнольдса Re=wл /v растет, и при определенном критическом значении числа Рейнольдса Кекр>1 происходит срыв ламинарного течения в турбулентное, сопровождаемый переходом ламинарного пограничного слоя в турбулентный. При этом толщина пограничного слоя описывается выражением (9.27) вместо (9.10), т. е. значительно расширяется. [c.142]

Одним ИЗ важнейших факторов, влияющих на величину Квнр, а значит, и на положение точки перехода, является градиент давления. Как известно, при обтекании тел он может быть как положительным, так и отрицательным. В области отрицательных градиентов, т. е. в области ускоряющегося или конфузорного течения, пограничный слой чаще всего остается ламинарным, тогда как в области положительных градиентов (или диффузорного течения) обычно происходит переход к турбулентному режиму. При этом точка перехода располагается ниже точки минимума давлений, поэтому в первом приближении положение точки перехода на удобообтекаемых телах при отсутствии отрывов пограничного слоя можно определять по положению точки минимума давлений. Поскольку последнее зависит от формы профиля тела, можно в определенных пределах управлять положением точки перехода, изменяя надлежащим образом форму профиля. Это используется для снижения сопротивления трения тонких крыловых профилей. Дело в том, что трение, определяемое касательными напряжениями, в ламинарном слое гораздо меньше, чем в турбулентном. Выполняя профиль таким, чтобы его сечение с наибольшей толщиной, при- [c.362]

В настоящее время теоретически достаточно полно исследованы условия возникновения первой области, т. е. условия устойчивости ламинарного пограничного слоя. Результатом этого исследования является определение теоретического критического числа Рейнольдса (предела устойчивости). Знание этого числа еще не дает возможности указать начало развитого турбулентного течения, т. е. положение точки перехода и соответствующее значение критического числа Рейнольдса. Проблема эта изучена недостаточно полно, и в последнее время особенно широкое развитие получили различные методы исследований перехода в аэродинамических трубах, при помощи которых получена достаточно обширная информация о возникновении турбулентности. Найденное при таких исследованиях положение точки перехода принято обычно характеризовать экспериментальным критическим числом Рейнольдса. Несмотря на известную ограниченность, расчетные методы теории устойчивости имеют большое практическое значение. Они позволяют сравнивать ламинарные пограничные слои с точки зрения возникающих явлений, обусловливающих переход в турбулентное состояние, определять вид обтекаемой поверхности, обеспечивающий сохранение устойчивого ламинарного течения (ламинаризированные профили), отыскивать условия такого сохранения другими методами (в частности, при помощи отсоса пограничного слоя). [c.89]

Экспериментальные исследования ламинаризации пограничного слоя сводятся к определению необходимых для этого интенсивности отсоса, места расположения отверстия и его геометрических параметров поперечного размера, угла наклона и др. В результате этих исследований определяются положение точки перехода, давление и расход отсасываемого газа. [c.439]

На фиг. 13 представлена зависимость локальных значений коэффициента трения от числа Рейнольдса, определенного по толщине потери импульса. При подобном представлении f получено довольно необычное соотношение в области полностбю развитого турбулентного пограничного слоя, не зависящее от места перехода. Точки при малых Re дают более высокие значения Су, чем можно было ожидать, однако при больших Re получены примерно такие же значения, как и в экспериментах других авторов с М = 6,7. [c.411]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...