Распределение скорости в равновесных пограничных слоях

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ СКОРОСТИ В РАВНОВЕСНЫХ ПОГРАНИЧНЫХ СЛОЯХ [c.188]

Равновесным пограничным слоем называют слой, в котором профили скорости и(х, у) на определенных отрезках продольной координаты X подобны по форме и отличаются только масштабами скорости и длины. Показателями динамического подобия являются автомодельные распределения средней скорости и рейнольдсовых касательных напряжений. Такие пограничные слои могут устанавливаться на плоской пластине и в потоках с продольными градиентами давления при определенных законах изменения скорости внешнего потока в направлении течения. [c.181]

Как и в случае автомодельных ламинарных пограничных слоев, возможно преобразование дифференциальных уравнений в частных производных для автомодельных турбулентных пограничных слоев в обыкновенные дифференциальные уравнения с последующим решением их одним из известных методов. Таким путем можно получить надежные данные по геометрическим раз.мерам равновесных пограничных слоев и по распределению касательного напряжения на обтекаемой поверхности. Тот факт, что равновесные пограничные слои возможны только в ограниченных случаях степенного распределения скорости внешнего потока, существенно ограничивает применение автомодельных решений. Однако при многих распределениях давле- [c.191]

В общем случае распределение давления по поверхности тела, в канале и т. п. не соответствует распределению, дающему равновесный пограничный слой. Поэтому профили скорости имеют различную форму на различных расстояниях от начала набегания на поверхность. Чтобы оценить особенности профилей скорости по обтекаемой поверхности, необходимо знать распределение Я(х) или распределение родственного ему параметра. С этой целью привлекается дополнительное уравнение, выражающее связь между формпараметром профиля скорости Я(х) и изменением других величин по обтекаемой поверхности, характеризующих течение жидкости. [c.272]

В [Л. 252] получено уравнение для распределения средней скорости в полностью развитой турбулентной части равновесного пограничного слоя. Использовано уравнение сохранения турбулентной энергии [c.338]

Как и в случае автомодельных ламинарных пограничных слоев, возможно преобразование дифференциальных уравнений в частных производных для автомодельных турбулентных пограничных слоев в обыкновенные дифференциальные уравнения с последующим решением их одним из известных методов. Таким путем можно получить надежные данные по геометрическим размерам равновесных пограничных слоев и по распределению касательного напряжения на обтекаемой поверхности. Тот факт, что равновесные пограничные слои возможны только в ограниченных случаях степенного распределения скорости внешнего потока, существенно ограничивает применение автомодельных решений. Однако при многих распределениях давления вдоль обтекаемой поверхности пограничные слои по своим свойствам приближаются к свойствам равновесных слоев и на них могут быть распространены автомодельные решения. Существует по крайней мере две категории таких пограничных слоев. Примером пограничного слоя первой категории является след за цилиндром в однородном потоке, в котором распределения осредненной скорости и рейнольдсовых напряжений имеют выражения [c.343]

Краткое содержание. Если тонкая пластина с произвольным начальным распределением температуры по ее длине начинает внезапно двигаться в воздухе с постоянной скоростью, то аэродинамический нагрев, обусловленный вязкостью пограничного слоя, постепенно изменяет температуру пластины до величины равновесной температуры. Полученное решение этой задачи иллюстрируется примером. [c.329]

Н. В. Кривцова, Ламинарный пограничный слой в равновесно диссоциированном газе при произвольном распределении внешней скорости. Мех. жидк. и газа, № 6, 1966. [c.699]

Независимо от внешнего потока равновесный слой с линейным распределением касательного напряжения (10-38) является автомодельным с масштабом длины Тш/а и масштабом скорости V,, а поток в целом может быть автомодельным, если те же самые масштабы являются подходящими для автомодельного развития внешнего потока. Такое требование представляет собой сильное ограничение для движения в пограничном слое, если хотя бы одна из величин — [c.343]

Случай равновесной диссоциации в пограничном слое газа при произвольном распределении скорости на внешней границе пограничного слоя по методу универсальных уравнений был рассмотрен Н. В. Кривцовой [c.528]

Теперь предположим, что диффузия и конвекция определяют распределение компонентов смеси в пограничном слое и что химические реакции, приходящие к равновесию на поверхности, будут определять скорость уноса массы. Вещество тела, покинувшее поверхность, является одним из реагирующих компонентов и будет расходоваться, по нашему предположению, со скоростью, достаточной для достижения равновесной концентрации при максимальной концентрации реагирующих компонентов, которые могут диффундировать и переноситься за счет конвекции из внешнего потока через пограничный слой к поверхности. Тогда, используя уравнение сохранения компонента, можно параметр уноса массы выразить через концентрации компонентов на поверхности и во внешнем потоке. Проделаем это следующим образом. [c.157]

Основное количество тепла обычно выделяется в пристенном слое, где силы вязкого трения имеют наибольшее значе- ние. В результате в этом слое температура среды повышается. Если поверхность тела не охлаждать, то она также принимает более высокую температуру. Такая температура называется равновесной температурой поверхности /р она соответ- Рис. Ю-1. Распределение ствует условиям, когда перенос тепла че- температур в пограничном рез поверхность отсутствует. при высоких скоростях [c.267]

Из условий плавного перехода распределения скорости в равновесном пограничном слое в скорость невоэмущенного потока на инеш-ней границе слоя при Т) = Т11 имеем [c.194]

Из условия плавпого перехода распределения скорости в равновесном пограничном слое в скорость невозмущениого потока на внешней границе слоя при т)=г11 имеем [c.346]

На распределение скорости во внешяей турбулентной части пограничного слоя градиент давления, как и касательное напряжение, оказывает значительное влияиие. Время реакции внешней части пограничного слоя на местный градиент давления продолжительно и соответствует перемещению потока на протяжении десятков и даже сотен толщин нограничного слоя. Поэтому форма распределения скорости в любом сечении слоя зависит как от местных условий (состояния обтекаемой поверхности), так и от предыдущей обстановки развития движения. Существенное влияние на распределение скорости о,казы-вает пространственная обстановка движения. Однако не существует определенного соотношения между формой профиля скорости и местным градиентом давления, за исключением равновесных пограничных слоев, т. е. слоев, в которых распределение скорости в любом сечении является результатом равновесия между силами инерции, давления и трения. [c.333]

Экспериментальное изучение влияния положительного градиента давления на турбулентность в канале и пограничном слое крайне осложнено тем, что поток подчас находится в неравновесном состоянии. Как указывает Дёнх [1], получение простейших равновесных течений возможно лишь в таких каналах, в которых распределения скоростей в каждом сечении по потоку подобны. Изучение таких равновесных течений способствует решению многих практических задач, в которых состояние потока изменяется от параллельного течения (нулевой градиент давления) до точки отрыва. Полное подобие распределений скоростей по потоку достигается только тогда, когда число Рейнольдса и соответствующий безразмерный градиент давления не зависят от х Для вполне развитых потоков в слабо расходяш емся канале, где градиент давления обусловливается изменением сечения канала, постоянство R достигается использованием плоского диффузора. Исследованием течений в плоских расширяющихся каналах занимались в свое время Дёнх [1] и Никурадзе [2], которые измеряли лишь профили средних скоростей. К тому же сомнительно, что в этих работах поток был равновесным. Клаузер [3] исследовал равновесные пограничные слои с положительным градиентом давления. Как и для конического диффузора, в этом случае имело место изменение числа Рейнольдса [21] по потоку. [c.373]

О п у б л и к о в а н-н ы е э к с п е р и м е и-тальные данные по турбулентным погра н и ч н ы м слоям и их сравнение с р а с ч е т и ы м и. К настоящему времени опубликовано немного экспериментальных данных по развитию турбулентного пограничного слоя в потоках с градиентом давления. В [Л. 53, 67,, 232] имеются данные по развитию равновесных пограничных слоев при с1р1с1х >0, причем только измерения Ф. Клаузера выполнены в условиях, соответствующих плоскопарал-лельиому двухмерному течению. В его опытах использован деревянный диффузор прямоугольного поперечного сечения. Экспериментальная установка позволяла изменять распределение статического давления распределения скорости пограничного слоя, на пы распределения [c.447]

Независимо от внешнего потока равновесный слой с линейным распределением касательного напряжения (7-18) является автомодельным с масштабом длины Ти./а и масштабом скорости н, а течение в целом может быть автомодельным, если те же самые масштабы являются подходящими для автомодельного развития внешнего потока. Такое требование представляет собой сильное ограничение для движения в пограничном слое, если хотя бы одна из величин (касательное напряжение на стенке Ти или градиент давления 1р1йх) не будет пренебрежимо малой. Если это последнее условие удовлетворяется точно или приближенно, описание слоя может быть получено из уравнения осредненного движения через функцию распределения скорости, форма которой приведена в предыдущем параграфе. Хорошее приближение к ней во внешнем потоке можно получить при следующих допущениях. [c.192]

Из уравнения (7-29). oжнrl получ 1ть автомодельное распределение скорости, если граничное условие иа внутренней границе турбу-.лептиого пограничного слоя выражено в форме, ие зависящей ог координаты X. Внутри равновесного слоя, не очень близко к стенке, функция распр ДС. 1е1П1Я скорости имеет вид [c.193]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...