Ламинарное движение на плоской пластине

Интегральный метод импульсов. Для дальнейшего понимания физической картины взаимодействия фаз со стенкой на плоской пластине используется интегральный метод импульсов. Отмечалось, что интегралы пограничного слоя служат также в качестве корреляционных функций взаимодействий [725]. Вводя упрощения, принятые в теории ламинарного движения, можно найти распределения плотности и скорости, а также толщину пограничных слоев фаз. [c.348]

Нестационарная теплопередача. Влияние предыстории турбулизированного потока на развитие пульсационных характеристик движения и теплопередачи на плоской пластине в нестационарном пограничном слое с осциллирующим распределением внешней скорости (1.4) исследуется численно при ламинарном, переходном и турбулентном режимах. [c.91]

Рассмотрим равномерное ламинарное движение жидкости в плоской щели (зазоре между двумя пластинами) длиной I, шириной а п высотой 5 (рис. 33). Обозначим разность давлений на входе и выходе из щели — Р2 = Р- [c.71]

Теплоотдача при вынужденном движении жидкости вдоль плоской поверхности. При движении жидкости вдоль плоской поверхности профиль распределения продольной скорости поперек потока изменяется по мере удаления от передней кромки пластины. Если скорость в ядре потока и о, то основное изменение ее происходит в пограничном слое толщиной б, где скорость уменьщается от vvo до и,. = О на поверхности пластины. Течение в пограничном слое может быть как ламинарным, так и турбулентным. Режим течения определяется критическим значением критерия Рейнольдса, нижний предел которого для ламинарного пограничного слоя равен Re p = 8 Ю , а при Re > 3 10 вдоль пластины устанавливается устойчивый турбулентный режим течения. При значениях 8 10 < Re < 3 10 режим течения — переходный (рис. 2.30). [c.170]

Вид функции f yut / v) приведен на рис. 1.42, на котором представлены данные многих авторов, относящиеся к измерениям в пограничном слое на пластине, в круглой и плоской трубах. В диапазоне уи, / v< 5 справедлив закон ламинарного движения [c.46]

Если жидкость обтекает плоскую пластину, то на поверхности пластины возникает ламинарный пограничный слой, толщина которого увеличивается в направлении движения (рис. 158). Как [c.247]

Плоское движение Куэтта. Если в примере 1 / = 0, то движение жидкости будет простым сдвигом, порождаемым относительным движением двух пластин. Это, очевидно, простейшее из мыслимых ламинарных движений, и можно было бы ожидать также, что и задача устойчивости будет простой. На самом деле это верно только отчасти. Для уравнения (1.3.15) можно легко найти фундаментальную систему из четырех независимых решений. Однако окончательный ответ на поставленную задачу не получен еще и сегодня. Все существующие исследования направлены на доказательство устойчивости такого течения 1). Но показать, что движение устойчиво по отношению ко всем видам бесконечно малых возмущений, представляет собой задачу, все еще остающуюся нерешенной. [c.21]

Режим движения жидкости определяет механизм переноса теплоты в процессе теплоотдачи. При ламинарном движении перенос теплоты от жидкости к стенке (или наоборот) осуществляется главным образом путем теплопроводности. При турбулентном движении такой способ передачи теплоты наблюдается лишь в ламинарном пограничном слое, а внутри турбулентного ядра теплота переносится путем конвекции. При этом на интенсивность теплоотдачи в основном влияет термическое сопротивление пограничного слоя. Последнее наглядно иллюстрируется рис. 14.2, на котором представлена схема движения жидкости при обтекании плоской поверхности (пластины). [c.225]

Чтобы найти значение А, воспользуемся уравнением теплового баланса и уравнением теплообмена на поверхности раздела паровой пузырек— жидкость . Если движение жидкости около пузырька ламинарное, то для теплообмена между жидкостью и паровым пузырьком можно применить уравнение (12.11) для теплопередачи при внешнем ламинарном обтекании пластины в случае Рг 1 (то обстоятельство, что поверхность парового пузырька на самом деле сферическая, а не плоская, приведет лишь к изменению числового коэффициента в правой части этого уравнения). [c.467]

В настоящих исследованиях возмущения ламинарного пограничного слоя исходили очевидно, из объема воздуха. Возмущения распространяющиеся от пластины в объем можно получить следующим образом. За ставим перемещаться плиту в своей плоско сти толчками вниз или вверх на несколько сантиметров, а затем приведем ее снова в состояние покоя. Наблюдения по интерферометру показывают, что вблизи нижнего края пластины характер ламинарного пограничного слоя остается таким же, как и при отсутствии движения пластины. Напротив, на некотором расстоянии от нижнего [c.355]

Итак, в результате рещения системы дифференциальных уравнений движения, неразрывности и энергии (УПЫ а, б, в) с соответствующими граничными условиями получена расчетная зависимость (У1П-21 и У1П-22) для определения коэффициента теплоотдачи при натекании ламинарного плоского потока на пластину, расположенную нормально к его направлению. [c.180]

Для ламинарного пограничного слоя как несжимаемой жидкости, так и сжимаемого газа при переменном давлении во внешнем потоке суп] ествуют различные методы расчета. Наиболее точные методы основываются на численном интегрировании дифференциальных уравнений и требуют применения вычислительных машин. Для турбулентного пограничного слоя несжимаемой жидкости разработаны приближенные, полуэмпириче-ские методы расчета. В случае небольшого градиента давления во внешнем потоке расчет турбулентного пограничного слоя сжимаемой жидкости может быть произведен при условии, что влияние градиента давления учитывается лишь в интегральном соотношении количества движения (59). При этом считается, что профили скорости и температуры, а также зависимость напряжения трения от характерной толщины пограничного слоя имеют такой же вид, как и в случае обтекания плоской пластины. [c.338]

На рис, 1.2 линией 2 показано решение (1.84) кружками показаны результаты измерения профиля скорости турбулентного течения у плоской пластины. Видно, что решение (1.84) не согласуется с опытами в непосредственной близости стенки. Из опытов известно, что при приближении к стенке пульсационные составляющие величин стремятся к нулю это дает основание непосред-стенно у стенки течение полагать ламинарным. Поэтому для уменьшения расхождения с опытом непосредственно у стенки используем уравнение движения при ламинарном режиме течения, а именно [c.46]

Характер движения жидкости в по-грарсичном слое около плоской пластины представлен на рис. 1.16. Распределение скорости по сечению пограничного слоя зависит от того, будет ли он ламинарным или турбулентным. Вследствие поперечного пере мешивания частиц распределение скорости при турбулентном течении более равномерное, чем при ламинарном. За - [c.19]

Из оценок следует, что влияние джоулева нагрева при течении жидких металлов может стать заметным при На 10 . Результаты воздействия магнитного поля на теплоперенос при ламинарном движении жидкости между плоскими пластинами можно проследить на примере гартмановского течения. Из аналитического решения задачи о теплообмене [46] для двух типов граничных условий на непроводящих стенках (заданы постоянная температура или тепловой поток) в области теплового и гидродинамического установления видно, что увеличение На от нуля до бесконечности приводит к росту числа Nu примерно на 31% (от 7,55 до 9,87) для граничных условий первого рода и на 46% (от 8,24 ло 12) для условий второго рода (рис. 3.17). Очевидно, что с ростом На течение переходит от пуазейлевского к стержневому и процесс теплообмена идет так же, как в случае нагрева или охлаждения плоской пластины конечной толщины. При этом, однако, становится необходимым учет джоулева тепла. [c.82]

В статье Ф. Марбла можно найти разнообразные применения изложенного метода малого параметра, подробное рассмотрение одномерного случая (движения в сопле), плоского пограничного слоя на пластине, приведенной внезапно в продольное равномерное движение (задача Рэлея), задачи Блазиуса о стационарном ламинарном пограничном слое на полубесконечной пластине. Кроме того, там же изложен вопрос о прохождении запыленного газа сквозь [c.713]

Для всей механики жидкости и газа фундаментальное значение имеет явление перехода ламинарной формы течения в турбулентную. Впервые это явление было подробно исследовано О. Рейнольдсом в восьмидесятых годах прошлого столетия при изучении движения воды в трубах. В 1914 г. Л. Прандтлю удалось экспериментальным путем, на примере обтекания шара, показать, что течение внутри пограничного слоя также может быть либо ламинарным, либо турбулентным и что процесс отрыва потока, а вместе с тем и вся проблема сопротивления зависят от перехода течения внутри пограничного слоя из ламинарной формы в турбулентную. В основе теоретического исследования такого перехода лежит предположение О. Рейнольдса о неустойчивости ламинарного течения. В 1921 г. такими исследованиями занялся Л. Прандтль. В 1929 г. В. Толмину после ряда неудачных попыток удалось впервые теоретически вычислить критическое число Рейнольдса для плоской пластины, обтекаемой в продольном направлении. Однако потребовалось еще свыше десяти лет, прежде чем теория Толмина Morjfa быть подтверждена очень тщательными экспериментами X. Драйдена и его сотрудников. Теория устойчивости пограничного слоя позволила объяснить влияние на переход ламинарной формы течения в турбулентную также других факторов (градиента давления, отсасывания, числа Маха, теплопередачи). Эта теория получила важное пр-именение, в частности, при исследовании несущих профилей с очень малым сопротивлением (так называемых лами-наризованных профилей). [c.17]

Быстрое развитие сверхзвуковой аэродинамики вызвало возрастающий интерес к сжимаемым нестационарным пограничным слоям. Такие пограничные слои возникают, например, в ударных аэродинамических трубах позади ударных волн или волн разрежения. Исследование нестационарных сжимаемых пограничных слоев необходимо также для определения сопротивления трения и теплопередачи быстро летящего тела, ускоряющего или замедляющего свое движение, и, возможно, изменяющего с течением времени вследствие нагревания температуру своих стенок. Ниже мы рассмотрим два простых примера ламинарного нестационарного сжимаемого пограничного слоя. Первый пример будет касаться пограничного слоя позади ударной волны, а второй — пограничного слоя на неравномерно движущейся продольно -обтекаемой плоской пластине при переменной во времени температуре стенки. Желающих более подробно ознакомиться с нестационарными сжимаемыми пограничными слоями отсылаем к обзорным работам Э. Беккера [ ] и К. Стю-артсона [ ]. [c.407]

Числа Рейнольдса в окрестности критической точки малы, так как малы координата л и скорость w, , и поэтому следует ожидать, что режим движения в пограничном слое будет ламинарным. При таком предполол<ении для. расчета теплоотдачи можно пользоваться формулами из параграфов 8.2 пли 8.3. Однако коэффициенты теплоотдачи, вычисленные по формулам (8.25) или (8.32), для конкретных условий взаимодействия плоской или осесимметричной струи по нормали с пластиной оказываются в несколько раз меньше измеренных. Следовательно, для расчета теплоотдачи струй при их взаимодействии с преградами нельзя применять формулы, полученные для условий теплоотдачи при натекании неограниченных потоков на преграды. [c.170]

Гидродинамические условия развития процесса. При продольном течении жидкости вдоль плоской поверхности происходит образование гидродинамического пограничного слоя, в пределах которого вследствие сил вязкого трения скорость изменяется от значения скорости невозмущенного потока Шо на внешней границе слоя до нуля на самой поверхности пластины. По мере движения потока вдоль поверхности толщина пограничного слоя посте-ленно возрастает тормозящее воздействие стенки распространяется на все более далекие слои жидкости. На небольших расстояниях от передней кромки пластины пограничный слой весьма тонкий и течение жидкости в нем носит струйный ламинарный характер. Далее, на некотором расстоянии дгкр в пограничном слое начинают возникать вихри и течение принимает турбулентный характер. Вихри обеспечивают интенсивное перемешивание жидкости в пограничном слое, однако в непосредственной близости от поверхности они затухают, и здесь сохраняется очень тонкий вязкий подслой. Описанная картина развития процесса показана на рис. 3-1. [c.64]

Влияние газового потока па ламинарное течение пленки впервые было рассмотрено П. А. Семеновым [113] в начале 40-х годов. Полученные им зависимости хотя и не учитывают процессов волнообразования на поверхности пленки, однако позволяют наглядно понять сущность явления захлебывания, которое происходит в трубках с увеличением скорости газа и переходом от нисходящего к восходящему течению пленки. В более общем виде аналитическое решение уравнений движения для расслоенного ламинарного течения жидкости и газа между параллельными бесконечными пластинами и в круглой трубе с плоской поверхностью раздела фаз было получено в 1946 г. С. Г. Телетовым [123]. Несколько позже (1961 г.) Н. И. Семеновым и А. А. Точигиным 1112] была решена задача расслоенного ламинарного течения жидкости и газа с невозмущенной поверхностью раздела фаз в виде дуги любой кривизны. Расслоенное ламинарное течение при наличии переноса массы (конденсация, испарение) изучалось Г. Г. Черным [143] и Г. А. Бедой [5]. К данному направлению теоретических исследований следует отнести также работы В. А. Успенского [131], С. В. Рыжкова и А. Н. Майбороды [81, 110], а также Б. И. Конобеева [64, 65], который упростил решение П. А. Семенова, отбросив члены, учитывающие воздействие сил тяжести на движение пленки. Следует отметить, что подобный подход к рассматриваемой задаче является допустимым только при больших скоростях газового потока. Однако в этих условиях поверхность пленки покрыта волнами, а следовательно, необходимо рассматривать не ламинарное, а ламинарно-волновое течение. [c.184]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...