Ламинарное движение влияние пограничного слоя

Ввиду указанной связи между отрывом потока от стенки и характером движения пограничного слоя важно выяснить условия, при которых в потоке с возрастающим вниз по течению давлением ламинарное движение в пограничном слое переходит в турбулентное движение. Большое влияние на такой переход оказывает турбулентность набегающего потока наличие ее в значительной мере благоприятствует этому переходу. Однако в том случае, когда набегающий поток почти свободен от турбулентности (как это имеет место, например, при полете на большой высоте), пограничный слой может оставаться ламинарным вплоть до точки отрыва. Возникновение турбулентности немного позади (или немного впереди) этой точки приводит либо к тому, что оторвавшийся [c.191]

Для данной высоты полета на температуру оказывает существенное влияние режим движения в пограничном слое и коэффициент черноты е (1.23). Например, на высоте 30 км при М=10, е = 0,9 при ламинарном пограничном слое 500 С, а при тур- [c.245]

Выясним теперь, какие особенности основного потока оказывают существенное влияние на образование возмущенного движения в пограничном слое. Например, такое возмущенное движение может возникнуть при переходе ламинарного пограничного слоя в турбулентный. [c.182]

На рис. 202 приведены кривые влияния интенсивности турбулентности внешнего потока е на местное рейнольдсово число Re = U ox/v, составленное для абсцисс точек, отделяющих ламинарный участок пограничного слоя на продольно обтекаемой пластине от переходной области и области развитого турбулентного движения в пограничном слое. Как можно судить по этим кривым, при интенсивности турбулентности внешнего потока, не превосходящей 0,1%, границы ламинарного и турбулентного участков пограничного слоя не зависят от интенсивности турбулентности внешнего потока. [c.533]

Не следует смешивать понятия пристеночного, ламинарного подслоя в трубе с ранее введенным представлением о ламинарном пограничном слое. Напомним, что движение вязкой жидкости в пограничном слое определялось как силами вязкости и давлений, так и инерционными влияниями движение в пограничном слое не было равномерным, а сам слой нарастал по толщине вниз по потоку. В рассматриваемом сейчас ламинарном подслое движение равномерно и происходит под действием голько движущего перепада давлений и сил вязкости. Пограничный слой граничит с внешним безвихревым потоком, ламинарный подслой располагается иод турбулентным ядром течения, законы движения которого не имеют ничего общего с потенциальным потоком. Нам придется в дальнейшем иметь дело с турбулентным пограничным слоем в этом случае вблизи стенки, на дне турбулентного пограничного слоя, будет существовать ламинарный подслой. [c.610]

Экспериментальные данные свидетельствуют о том, что сжимаемость оказывает в общем стабилизующее влияние на движение в ламинарном пограничном слое. При возрастании числа М увеличивается критическое значение R, при котором происходит турбулизация пограничного слоя. В связи с этим отодвигается также и наступление кризиса сопротивления. Так, для шара при изменении М от 0,3 до 0,7 кризис сопротивления отодвигается примерно от R 4-10 до 8-10 . [c.257]

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 малых скоростях движения жидкости и больших перепадах температур теплота переносится как за счет естественной, так и вынужденной конвекции. Если скорости движения велики, а температурные перепады незначительны, то влияние свободной конвекции на суммарный теплообмен также незначительно. Интенсивность теплоотдачи конвекцией зависит от характера течения жидкости в пограничном слое. При ламинарном режиме течения жидкости, когда линии тока параллельны теплоотдающей поверхности, интенсивность теплоотдачи невелика, слабо зависит от скорости течения жидкости и сильно изменяется при изменении теплофизических свойств теплоносителя. [c.131]

Течение жидкости в трубах отличается рядом особенностей. Понятия гидродинамического и теплового пограничного слоев в том смысле, в каком они были использованы для расчета теплообмена при плоском течении, сохраняют силу лишь для начального участка трубы, пока пограничные слои, утолщаясь по течению, не сомкнутся, заполняя поперечное сечение трубы. Начиная с этого момента влияние трения распространяется на все поле движения. Различают два режима движения в трубах — ламинарный и турбулентный. Критическое значение числа Рейнольдса Re p = 2300. В чисто ламинарной области течения при [c.131]

Состояние учения о свободной конвекции в настоящее время таково, что многие стационарные задачи имеют точные или приближенные аналитические решения. Среди аналитических работ преобладают исследования ламинарных потоков, возникающих при свободной конвекции. Труднее математической обработке поддаются вопросы свободной конвекции при турбулентном течении в пограничном слое. В этом случае, как и в случае ламинарного режима, для описания теплообмена в условиях свободной конвекции применяются методы теории подобия с широким использованием эксперимента. Изучение вопросов нестационар- ной свободной конвекции имеет также большое значение. Одним из важнейших вопросов теории нестационарного теплообмена в условиях свободного движения является вопрос о влиянии вибраций на конвективные процессы. Вибрационный эффект, создаваемый или перемещением нагретой поверхности в окружающей среде или подводом возмущений в виде акустических или других периодических колебаний к самой среде, может изменить теплоотдачу в несколько раз. Такое изменение теплоотдачи позволяет качественно по-другому подходить к решению новых задач в условиях естественной конвекции, и в настоящее время обширные исследования посвящены этому вопросу. Получить общее аналитическое решение задачи не всегда удается, поэтому большинство работ посвящено экспериментальному и аналитическому исследованию частных случаев. [c.143]

В действительности возмущения, возникающие в пограничном слое за границей потери устойчивости (вниз по потоку), видимо, лишь на некотором расстоянии достигают сравнительно большой амплитуды. В этом месте ламинарное движение переходит в турбулентное. Величина указанного расстояния, т. е. величина переходной области, зависит от степени турбулентности натекающего на решетку потока, величины и знака градиента давлений, числа Re , а в общем случае и шероховатости поверхности. Насколько сильно сказывается влияние различных факторов на ве- [c.58]

Нужно прежде всего отметить, что предельный размер бугорков шероховатости, при котором последняя на том или ином участке поверхности уже начинает оказывать влияние на потери энергии от трения, кроме прочих рассмотренных ниже факторов, зависит от того, какой характер течения среды (ламинарный или турбулентный) имеет место в пограничном слое на этом участке. Объясняется это тем, что шероховатость поверхности не оказывает влияния на трение, если ее бугорки обтекаются ламинарным потоком. Толщина же прилегающего к поверхности слоя, где имеет место ламинарное движение среды, существенно зависит от характера пограничного слоя на данном участке. В случае турбулентного слоя толщина ламинарного подслоя (так называемого фильтра) может быть в несколько раз меньше толщины ламинарного слоя. [c.105]

Предположим, что вдув охладителя в турбулентный пограничный слой влияет главным образом на ламинарный подслой. Для установления этого влияния рассмотрим турбулентное течение Куэтта. Уравнения сохранения массы и количества движения для направлений х и у принимают вид [c.383]

Большие числа М изменяют температуру в пограничном слое и, как следствие, изменяют коэффициенты вязкости и теплопроводности. В случае адиабатного сверхзвукового потока температура в пограничном слое вблизи стенки существенно выше, чем вдали от нее. Можно ожидать роста диссипации турбулентных пульсаций скорости вблизи стенки из-за увеличения вязкости. Рост вязкой диссипации, как следствие гашения пульсаций скорости вблизи ламинарного подслоя, по-ви-димому, оказывает заметное влияние на изменение количества движения в этой области и является возможной причиной отклонения преобразованных профилей скорости от экспериментальных в зоне действия логарифмического закона стенки. [c.435]

Решение уравнения движения несжимаемого ламинарного пограничного слоя на теле вращения с тупой носовой частью давно было решено, а, зная скорости в пограничном слое, можно легко рассчитать положение точки отрыва потока. Цель настоящей статьи заключается в определении влияния вращения вокруг оси симметрии на положение точки отрыва. С тем, чтобы можно было пренебречь эффектом сжимаемости, рассматривается только медленное вращение, причем берется частный случай (сфера), приводящий к некоторым упрощениям в результирующих уравнениях. [c.114]

Затем на поверхностях моделей I и II устанавливались проволочные кольца, которые вызывали местное возмущение потока, а их влияние на положение перехода наблюдалось посредством хорошо заметных тонких струек белых чернил, непрерывно вытекающих из отверстия, расположенного перед проволочным кольцом. Каждое проволочное кольцо располагалось в ламинарном потоке в плоскости, нормальной к оси модели. Изменения в потоке пограничного слоя перед и за проволокой с увеличением скорости регистрировались поведением тонких струек чернил. При данной скорости их поведение зависело от диаметра и положения проволоки. При малых скоростях струйка чернил плавно обтекает проволоку, не образуя кильватера. С увеличением скорости за проволокой образовывались локальные вихри. Вначале эти вихри были довольно устойчивыми, однако с увеличением скорости они приобретали спиральное движение по периферии проволоки и вливались непрерывно или прерывисто в пограничный слой в виде слабой вторичной тонкой полоски чернил. При более высоких скоростях вращательное движение пропадало, образовавшиеся ранее вихри вытягивались, а их концы переходили в вихревую дорожку. С приближением к зоне перехода на некотором расстоянии за проволокой струйки чернил приобретают незначительное колебание и временно отрываются от поверхности. В пре- [c.130]

При обсуждении физического смысла закона стенки важно отметить, что это соотношение само по себе не способно описать закон трения, связывающий касательное напряжение на стенке с другими параметрами потока, особенно чй, q а х. Закон стенки должен собственно рассматриваться как искусственный прием, позволяющий описать поток с турбулентным касательным напряжением, причем особо оговаривается, что на стенке скорость равна нулю, а трение подчиняется ньютоновскому соотношению. В случае ламинарного потока тот же искусственный прием позволяет описать полное поле касательного напряжения и определить профиль скорости, распределение количества движения и величину касательного напряжения на стенке. С другой стороны, в турбулентном пограничном слое поверхностное трение при больших числах Рейнольдса обычно рассчитывается из потери количества движения, т. е. на основании профиля средних скоростей, в котором закон стенки не проявляется в явном виде. В свою очередь распределение касательного напряжения на стенке устанавливает характер средних линий тока в области потока, где закон стенки справедлив. В этой области характер линий тока не зависит непосредственно от толщины области возмущенного потока с крупномасштабной турбулентностью, но косвенно зависит через влияние этой толщины на [c.146]

В этих условиях при умеренных числах 3- 10 пограничный слой 1на поверхности измерителя остается ламинарным. Однако точка турбулизации настолько близко приближается к точке отрыва,, что начинает оказывать существенное влияние на механизм обмена количеством движения в кормовой области в сторону его интенсификации, в результате чего температура в кормовой области резко падает (рис. 2). [c.499]

Сводный график коэффициентов лобового сопротивления шара в широком диапазоне чисел Рейнольдса был приведен на рис. 9-5. Форма этого графика очень похожа на форму графика для цилиндра, и четко прослеживаются три основных режима течения 1) ползущее движение 2) турбулентный след и ламинарный пограничный слой (рис. 15-11,а) 3) турбулентный след и турбулентный пограничный слой (рис. 15-11,6). Критическое число Рейнольдса для перехода в пограничном слое от ламинарного течения к турбулентному снова подвержено сильному влиянию шероховатости поверхности и турбулентности свободного потока. В практике гладкие сферы могут использоваться для сравнения уровней турбулентности свободного потока в различных аэродинамических и гидродинамических трубах. Связь между критическим числом Рейнольдса Re p и относительной [c.407]

Остановимся на иллюстрации влияния некоторых из только что перечисленных факторов на расположение точки перехода ламинарного движения в турбулентное в пограничном слое. [c.532]

С возрастанием интенсивности турбулентности внешнего потока преимущественное значение приобретает вторая причина — влияние внешних возмущений. Из рис. 202 отчетливо видно, как с возрастанием интенсивности турбулентности внешнего потока значения рейнольдсовых чисел на границах переходной области начинают резко снижаться, размер ламинарного участка уменьшается почти вдвое при сохранении интенсивности в сравнительно узких пределах (до 0,36%). В обычных аэродинамических трубах интенсивности турбулентности могут достигать 1%, а в других случаях, как, например, в проточной части турбины или компрессора, и значительно больших уровней. При этом ламинарные участки на поверхности обтекаемых тел (крыловые профили, лопатки рабочего колеса) становятся совершенно незначительными. Наоборот, при движении тела сквозь покоящуюся жидкость (самолет в спокойной атмосфере и др.) интенсивность турбулентности набегающего потока может быть очень малой и ламинарный участок по своей протяженности окажется значительным. Обращает на себя также внимание наличие заметной области перехода, которым при детальном расчете пограничного слоя нельзя пренебрегать. [c.533]

Существует ряд исследований влияния вводимых в жидкость твердых примесей (мелких резиновых шариков или других взвесей ) на процесс затягивания перехода ламинарного движения в турбулентное, в частности смещения точки перехода в пограничном слое. [c.539]

Своеобразным аналогом пограничного слоя служат движения жидкости в струях, в следе за телом и, вообще, движения вблизи границы раздела двух потоков, имеющих различные скорости. Так же как и пограничный слой, эти области характеризуются сосредоточенным действием внутреннего трепия — ламинарного или турбулентного, в зависимости от того, какова общая структура потока. Вместе с тем обращает на себя внимание и некоторое отличие задач этого рода от задач пограничного слоя, заключающееся в отсутствии влияния твердой стенки, непроницаемой для жидкости и тормозящей ее движение силами вязкости. Такого рода движения, происходящие в значительном удалении от поверхности твердых тел, называют свободными. [c.654]

Влияние трения, а) В предыдущих рассуждениях мы намеренно пренебрегали трением. Между тем вязкость и прилипание жидкости к вращающемуся основанию приводят к тому, что в пограничном слое (или, в случае атмосферы, в слое, близком к поверхности земли) возникает вторичное течение (см. 8 гл. III). Поле давлений, которое в свободном потоке уравновешивается с кориолисовыми силами, существует также в слоях, близких к вращающемуся основанию однако здесь, вследствие меньших скоростей течения, кориолисовы силы меньше, чем на большой высоте, и поэтому они не в состоянии уравновесить поле явлений. Вследствие преобладающего действия поля давлений Вблизи вращающегося основания возникает течение в направлении перепада давления, и при этом с такой скоростью, которая обусловливает появление сил трения, компенсирующих уменьшение кориолисовых сил. Однако вследствие увлекающего действия верхних слоев отклонение вторичного потока от направления основного потока составляет только около 45° при ламинарном движении и от 20 до 30° при турбулентном движении (в этом случае отклонение получается меньше вследствие более сильного увлекающего действия основного потока). [c.471]

Поэтому критерий отрыва ламинарного потока на движущейся стенке может быть сформулирован в виде двух условий ди ду = О и м = О в одной и той же точке независимо от направления движения стенки. Единственным достоверным экспериментальным указанием на отрывное течение, когда стенка движется, является поведение вертикальной составляющей скорости в пограничном слое. Влияние скорости стенки на наблюдаемое положение отрыва ламинарного потока показано на фиг. 9. [c.226]

Если течение ламинарное, переход начинается в некоторой точке-между А VI В после пересечения области замыкающего скачка течение в следе становится полностью турбулентным. Профили скорости между точками А жВ такие же, как на границах сверхзвуковой струи, истекающей в окружающее затопленное пространство. Внутри зоны отрыва происходит медленное циркуляционно движение, вызванное вязкостью воздуха [14]. Установившееся равновесие между донным давлением и положением линии BBt обеспечивается благодаря эжектирующему влиянию внешнего потока на течение в зоне отрыва. Часть воздуха вытекает из зоны отрыва, вызывая увеличение угла поворота потока в точке А и уменьшение давления в зоне отрыва. Линия BBi перемещается к донному срезу, при этом отношение давлений в замыкающем скачке возрастает, затрудняя течение эжектированного воздуха и воздуха, движущегося с малой скоростью в пограничном слое, против возрастающего давления в скачке. Противодействие этого эффекта эжектированию внешним потоком воздуха из отрывной зоны, снижающему давление в ней, способствует установлению равновесных условий в донном течении. Качественный характер течения вблизи донного среза за двумерным телом аналогичен. [c.28]

Для определения характеристик турбулентного пограничного слоя на проницаемой поверхности в интегральные уравнения количества движения и энергии целесообразно ввести параметр, учитывающий влияние на трение и теплообмен градиента давления и поперечного потока массы. Выражение для такого параметра мол<но получить из рассмотрения распределения скорости в ламинарном подслое и турбулентном ядре. [c.509]

В работах [Жук В.И., Рыжов О.С., 1979 Жук В.И., 1980 Соколов Л.А., 1980 изучено взаимодействие движущегося с постоянной скоростью скачка уплотнения с ламинарным пограничным слоем и показано, что такое течение в ряде случаев можно описать системой уравнений для стационарного режима свободного взаимодействия при ненулевой скорости поверхности. Задание ненулевой скорости поверхности оказывается также необходимым при описании некоторых режимов взаимодействия внешнего сверхзвукового течения с пограничным слоем, в котором вдоль поверхности вдувается струя газа для обеспечения безотрывного обтекания или уменьшения теплового потока к поверхности. При внезапном начале или прекращении движения поверхности разрыв в граничных условиях вносит возмущение в течение в исходном пограничном слое. Классическая теория пограничного слоя может оказаться неприменимой для описания подобных течений. Вопросы, связанные с влиянием на течение начала и прекращения движения поверхности требуют, поэтому специального рассмотрения. [c.106]

С физической точки зрения для сопротивления жидкости при движении в шероховатой трубе существенно отношение высоты к элемента шероховатости к толщине пограничного слоя, причем основную роль играет толщина ламинарного подслоя б , следовательно, физически важной безразмерной характеристикой шероховатости является отношение /б/. Если высота элемента шероховатости настолько мала (или пограничный слой настолько толст), что все выступы шероховатости лежат внутри ламинарного подслоя, т. е. если к < б , то шероховатость вообще не вызывает никакого увеличения сопротивления. В этом случае шероховатая стенка является как бы гидравлически гладкой. При ламинарном течении Хагена — Пуазейля все шероховатые трубы являются гидравлически гладкими шероховатость при таком течении не оказывает никакого влияния на сопротивление. Так как, согласно сказанному в 3 настоящей главы, толщина ламинарного подслоя равна [c.555]

Увеличение числа ребер, а следовательно, уменьшение их тол-Ш.ИНЫ, ограничивается условиями теплообмена в межреберном пространстве. Когда расстояние между ребрами становится меньше двух Т0ЛШ.ИН пограничного слоя, тогда благодаря взаимодействию пограничных слоев уменьшается коэффициент теплоотдачи, и эффективность ребер ухудшается. Опыты показывают, что взаимодействие турбулентных пограничных слоев не оказывает существенного влияния на интенсивность теплообмена, поэтому допустимое расстояние между ребрами можно определять по формуле ламинарного пограничного слоя (6.17) при Re Квкр. Экспериментально установлено, что уменьшение расстояния между ребрами от 2йп.о( п.с — толщина ламинарного пограничного слоя) до 1,12б ,д слабо отражается на интенсивности теплообмена [25]. Толщина пограничного слоя зависит от скорости вынужденного движения. При теплоотдаче в условиях свободного движения толщина пограничного слоя достигает 10 мм и больше. [c.453]

Принципиальное различие процессов распространения тепла в ламинарном и турбулентном пограничном слоях состоит в следующем. С уменьшением теплопроводности жидкости в ламинарном потоке перепое тепла также уменьшается в предельном случае исчезающе малой теплопроводности передача тепла прекращается и температура жидкости в калсдой точке пространства не меняется. При турбулентном движении жидкости теплопроводность оказывает малое влияние на перенос тепла 48 [c.48]

С помощью методов теории пограничного слоя применительно к диф-фузорным и конфузорным каналам решаются как прямая задача (определение характеристик течения в канале заданной геометрии), так и обратная задача (определение геометрии канала и характеристик течения по заданному распределению давления вдоль оси канала). При решении прямой задачи в ряде случаев необходим учет обратного влияния пограничного слоя на распределение скорости в ядре потока для чего используется либо метод последовательных приближений, либо совместно решаются уравнения количества движения и расхода, что приводит к интегро-дифференциальному уравнению (А. Ш. Дорфман, 1966). На основе расчета ламинарного пограничного слоя в плоских диффузорах по однопараметрическому методу в последней работе было показано, что независимо от угла раскрытия и степени расширения при всех числах [c.797]

Влияние распределения частиц по размерам. В применении к течению в несжимаемом (газовом) ламинарном пограничном слое незаряженных сферических твердых частиц различных размеров основные уравнения стационарного движения около плоской пластины упрощаются, если концентрация частиц мала, когда = о, Кт = о, 7 = onst, и = Up = onst и рро = onst [c.354]

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]

Переход ламинарного режима движения жидкости в турбулентный в пограничном слое наступает при Re 10 . Структура потока и, следовательно, теллоотдача з.шпсят от комлоповки труб в пучке. Влияние компоновки на интенсивность теплоотдачи уменьшается с увеличением скорости. Первые ряды труб являются турбулизатора-ми для последующих рядов, поэтому теплоотдача глубинных рядов может быть выше, чем первых. [c.250]

В предлагаемом справочнике приведены обобщающие данные по методам расчета трения и тепломассообмена на телах, обтекаемых жидкостью и газом, на основе теории пограничного слоя. Справочник составлен по обычной схе.ме. Даны предпосылки теории механики жидкости и газа, затем рассмотрены методы расчета трения и теплообмена в ламинарном пограничном слое и, наконец, в турбулентном пограничном слое. В обоих случаях движение несжимаемой жидкости предшествует движению сжимаемой жидкости. При рассмотрении ламинарного погра.ничного слоя большое внимание уделено точным (автомодельным) методам расчета. Сообщаются также основные сведения по теории равновесных турбулентных слоев. В книгу включены те из приближенных методов расчета, которые согласуются с данными измерений и получили практическое применение. В справочник не включены сведения о влиянии химических реакций, возникающих при гиперзвуковых скоростях, на процесс течения в иограничном слое. Изложению этих сведений посвящена книга У. X. Дорренса [Л. 25]. В справочник по возможности не включены те данные по трению и тепломассообмену в турбулентном пограничном слое, которые достаточно полно изложены в монографии С. С. Кутателадзе и А. И. Леонтьева [Л. 48]. [c.4]

Распределение амплитуды Д г/ или амплитуды нормальной к стенке скорости v, которые до настоящего времени в осциллирующем ламинарном пограничном слое не замерялись, представлено на рис. 9. Можно видеть, что замеренное распределение значительно отклоняется от типового теоретического распределения С произвольно амплитудой. Причиной такого отклонения является, вероятно, не-учет в теории Толлмина—Шлих-тинга третъей компоненты колебания Дг, перпендикулярной плоскости х у. На рис. 9 распределение амплитуд Да дано в том же масштабе, что и Ду. Одновременно фотографирование большого количества линий теллура в плоскости, параллельной крышке, показывает, что движение в направлении z по всей ширине канала, за исключением его углов, в которых все амплитуды затухают, происходит примерно в одной фазе и с постоянной амплитудой. Если прекратить действие искусственно возбуждаемых возмущений, то оказывается, что одновременно исчезают все составляющие скорости возмущающего движения, включая компоненты, параллельные стенке. Однако появление компоненты w, а следовательно, и г вызывается не апериодичностью искусственных возмущений, поскольку их величина и распределение вряд ли зависят от совершенно произвольных ошибок, накладываемых приводом ленты. В американских опытах [5] поперечная составляющая скорости осциллирующего пограничного слоя не исследовалась. Из-за небольших размеров канала не удалось окончательно выяснить вопрос, имеет ли место этот эффект в двухмерном возмущающем движении или причиной появления компоненты w является взаимное влияние потолочного пограничного слоя и остальных трех пограничных слоев. [c.393]

Степень турбулентности Ео определяет добавочные возмущения, которые действуют на пограничный слой со стороны его внешней границы. Чем больше значение Ес, тем меньше размеры переходной области и ниже критическое значение Re. Положение переходной области и ее размеры заметно меняются в зависимости от характера внешнего течения. Если скорость в направлении движения жидкости падает, а давление растет dp/dx>0), т. е. имеет место диффузор-ное течение, устойчивость ламинарного течения резко снижается и переход к турбулентному течению происходит при более низких значениях Re, чем в случае безградиентного течения. Наоборот, при конфузорном течении область перехода сдвигается в зону более высоких значений, Re и одновременно растет ее протяженность. Стабилизирующее влияние ускоряющихся потоков очень велико и объясняется резким увеличением сил трения в пристеночной области. При некоторых условиях под действием возрастающих вязких напряжений происходит не только расширение области ламинарного течения, но и полное гашение уже развившегося турбулентного режима. Внешнее течение при ламинарном пограничном слое характеризуется обычно безразмерным параметром следующего вида f=(dujdx) . Тогда для оценки величины Re Kp2 можно воспользоваться полуэмпирической формулой А. П. Мельникова, которая одновременно учитывает влияние обоих рассмотренных факторов [c.166]

Третья зона (4000< Ке<80 Д) —так называемая область гладкиху) труб, в которой Я зависит только от числа Рейнольдса Ке и не зависит от шероховатости. Это происходит потому, что при движении жидкости с числом Рейнольдса в пределах третьей зоны, шероховатость трубы оказывается погруженной в ламинарный пограничный слой и поэтому, как и в первой зоне, не оказывает влияния на величину коэффициента трения К. Как это видно из графика Никурадзе, различные кривые на некотором участке (в пределах третьей зоны) укладываются на одну прямую (прямая //). [c.283]

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]

Пограничные слои на выпуклых стенках (центробежная сила). Существует несколько случаев, в которых на переход ламинарного течения в турбулентное значительное влияние оказывают активные внешние силы. Примером может служить течение в кольцевом пространстве между двумя вращаю-пщмися коаксиальными цилиндрами. Если внутренний цилиндр неподвижен, а внешний вращается, то в промежутке между ними скорость увеличивается приближенно по линейному закону от нулевого значения на внутренней стенке до значения на внешней стенке, совпадающего с окружной скоростью вращения внешнего цилиндра. При таком течении частица жидкости, находящаяся ближе к внешней стенке, сопротивляется перемещению по направ-лению к внутренней стенке, так как для нее центробежная сила больше, чем для частиц из внутренних слоев поэтому если такая частица и начинает перемещаться по направлению к внутренней стенке, то она тотчас же отбрасывается наружу. Однако одновременно затруднено и перемещение частиц жидкости изнутри наружу, так как центробежная сила во внутреннем слое меньше центробежной силы во внешнем слое, и поэтому частица, находящаяся во внутреннем слое, испытывает подъемную силу , направленную внутрь. Таким образом, в рассматриваемом случае поперечные движения, являющиеся признаком турбулентности, затруднены вследствие действия центробежных сил следовательно, эти силы действуют на течение стабилизующим образом. [c.470]

Трудность исследования турбулентных температурных пограничных слоев, следовательно, и теплопередачи в турбулентных течениях состоит в том, что коэффициенты обмена Ад внутри пограничного слоя зависят от расстояния от стенки. На достаточном расстоянии от стенки эти коэффициенты во много раз больше коэффициентов вязкости Lt и теплопроводности X, т. е. величин, характеризуюш,их молекулярный обмен поэтому величинами Lt и X вдали от стенки можно в обш,ем случае пренебречь по сравнению с коэффициентами Ах и Ад, Наоборот, в непосредственной близости от стенки, в так называемом ламинарном подслое, коэффициенты турбулентного обмена становятся равными нулю, так как здесь невозможно турбулентное пульсационное движение, следовательно, невозможен и турбулентный обмен. Поэтому на теплопередачу между течением и стенкой существенное влияние оказывают именно условия, имеющие место в ламинарном подслое и прежде всего коэффициенты молекулярного обмена [1 и X. Однако соотношение (23.16) при сделанных допущениях сохраняет свою применимость, несмотря на существование ламинарного подслоя, так как, согласно сказанному в 7 главы XII, при Рг = 1 распределение скоростей и распределение температуры тождественно совпадают также в ламинарном подслое. Но, в то время как в турбулентных пограничных слоях допущение, что Рг = 1, обычно вполне оправдано, в ламинарном подслое число Прандтля Рг может значительно отклоняться от единицы, например, у жидкостей (см. таблицу 12.1). В таких случаях соотношение (23.16) больше неприменимо. Обобщение аналогии Рейнольдса на число Прандтля Рг 1 было предложено многими авторами, в частности Л. Прандтлем [ ], Дж. И. Тэйлором Т. Карманом и и Р. Г. Дайсслером [ ], [ ], [ ]. [c.633]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...