Ламинарный пограничный слой при движении газа с большими скоростями

Ламинарный пограничный слой несжимаемой жидкости. В теории ламинарного пограничного слоя при больших величинах числа Рейнольдса считают, что силы инерции и вязкие силы имеют в пределах пограничного слоя один и тот же порядок. Это приводит к значительному упрощению общих уравнений движения жидкости или газа, позволяя сх проинтегрировать в некоторых частных случаях. В частности, вводя толщину пограничного слоя о, например, как расстояние от стенки до точки, где скорость отличается на 1% от скорости невозмущенного потока, получим, что Ь будет иметь порядок величины [c.682]

Ламинарный пограничный слой при движении газа с большими скоростями [c.648]

Отрыв прилипших частиц может происходить при движении газа или воздуха в трубопроводе. В этих условиях одна осевая скорость не может характеризовать воздействие потока на прилипшие частицы, которое изменяется в зависимости от диаметра трубопровода. Поэтому следует связать это воздействие с числом Рейнольдса (Re). Так, для труб диаметром 100, 250 и 400 мм толщина ламинарного пограничного слоя при Re = 5,6-10 составляет 1,52 1,31 2,1 мм, а при Re = 4,7 10 составляет 0,01 0,026 и 0,042 мм соответственно, т. е. может быть меньше диаметра прилипших частиц [271]. С уменьшением диаметра трубопровода при одной и той же осевой скорости потока число Рейнольдса, а следовательно, коэффициент Сх и лобовое давление уменьшаются [см. формулу (X, 3)], что затрудняет отрыв частиц. С увеличением диаметра трубопровода требуется большая скорость по оси трубы для отрыва прилипших частиц. Так, с ростом диаметра трубопровода от 100 до 350 мм осевая скорость, обусловливающая отрыв частиц диаметром 21 мкм, растет от 8,3 до 10,4 м/с. [c.302]

Турбулентное движение - это сложное движение материи - сплошной среды - жидкости, газа и плазмы. Турбулентное движение возникает или при движении потока вязкой феды возле твердой поверхности, или при относительном движении двух потоков вязкой среды. В зависимости от конкретного движения внешние признаки, характерные только для турбулентного движения, могут быть различными. В сравнении с ламинарным турбулентное движение в трубах и каналах характеризуется резким увеличением сопротивления. При струйном течении ст]эуя, вытекающая из отверстия, имеет меньшую скорость, чем ламинарная нормальное сечение струи больше и струя быстрее размывается. При внешнем турбулентном движении толщина пограничного слоя и сопротивление движению больше. Теплообмен между турбулентным потоком и твердой поверхностью происходит более интенсивно, чем при ламинарном движении. [c.11]

Течение в пограничном слое может быть как ламинарным, так и турбулентным переход от одного к другому определяется критическим числом Рейнольдса. В силу свойства прилипания жидких или газовых частиц к твердым поверхностям в пристенном пограничном слое скорость на обтекаемой стенке равна нулю (исключая случаи разреженных газов), а при удалении от нее по нормали приближается к скорости потенциального потока невязкой жидкости, обтекающего ту же поверхность. Грани-цей пристенного пограничного слоя служит условная линия, в точках которой скорость отличается от скорости безвихревого потока на заданное малое значение (0,5 %, 1,0 %,. ..). Расстояние 5 от стенки до этой границы называется толщиной пограничного слоя. При малых числах Рейнольдса 5 может быть весьма большой, при больших числах Re отношение Ых (рис. 1.33, 1.34) мало. С учетом этого можно существенно упростить уравнения движения. [c.41]

Развитие теории турбулентного пограничного слоя во многом идет параллельно с развитием теории ламинарного слоя. Особенно это относится к наиболее важным для современной техники вопросам турбулентных движений газов с очень большими скоростями. В связи с этим было сочтено целесообразным поместить в настоящий обзор параграф ( 6), содержащий краткий очерк состояния и перспектив ближайшего развития теории турбулентного пограничного слоя в потоках жидкостей и газов. [c.508]

В книге излагаются основы теории и методы расчета тепломассообмена и трения в каналах переменного сечения, трубах и на поверхностях тел, обтекаемых несжимаемой жидкостью и газом с большими скоростями и высокими температурами, при изменении давления в направлении движения. Рассмотрено обтекание жидкостью и газом непроницаемых и пористых поверхностей при наличии поперечного потока вещества через последние в условиях образования ламинарного и турбулентного пограничных слоев. [c.135]

При движении газа вдоль стенок ЖРД, а также при движении жидкости в охлаждающем тракте ввиду больших скоростей образуется всегда турбулентный пограничный слой. Однако из теории пограничного слоя известно, что турбулентный характер движения распространяется не на весь пограничный слой в области, непосредственно примыкающей к стенке, во всех случаях имеется небольшая по толщине (в сравнении со всем пограничным слоем) зона, где движение носит явно ламинарный характер. Эту зону называют ламинарным подслоем турбулентного пограничного слоя. [c.6]

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]

Автомодельные решения уравнений пограничного слоя при движении /газа имеют важное значение, поскольку при степенном законе изменения приведенной скорости риешнего потока они позволяют получить точные данные о трении, теплообмене и других характеристиках пограничного слоя. Кроме того, автомодельные решения используются для сопоставления и проверки надежности приближенных методов расчета. Однако то обстоятельство, что автомодельные решения относятся, только к определенному классу течений, не позволяет распространить их на все практически важные случаи течения газов с большими скоростями. В связи с этим разработаны многочисленные приближенные методы расчета сжимаемого ламинарного пограничного слоя при произвольном законе изменения скорости внешнего потока. Многие из этих методов в большей или меньшей степени основываются на автомодельных решениях. [c.225]

Конечно, наибольший интерес и внимание исследователей и инженеров в последние годы привлекают проблемы, связанные с движениями в турбулентном пограничном слое однородных и неоднородных газов с большими, особенно гиперзвуковыми, скоростями. В этих случаях, как и в ламинарном пограничном слое, в зонах высоких температур существенную роль могут играть различные физико-химические процессы, такие как диссоциация молекул, химические реакции между молекулами и атомами, ионизация и т. д. Кроме того, в некоторых случаях необходимо учитывать процессы, происходящие на поверхности тела, например, оплавление и испарение (сублимация) поверхностного слоя, каталитические реакции на стенке, вдув инородных газов сквозь пористую стенку и т. п. Для описания, хотя и неполного, процессов турбулентного переноса, сопровождающихся столь сложными физико-химическими явлениями, оказывается необходимым использовать существенно более сложную, чем для течений несжимаемой жидкости, систему уравнений, включающую уравнение неразрывности для смеси газов, уравнения неразрыв- [c.538]

С. м. Капустянский, Параметрический метод решения уравнений ламинарного пограничного слоя в случае движения газа с большими скоростями, Дяссер- тапия, ЛПИ, 1965. [c.868]

Число Рейнольдса является определяющим параметром не только для количественных характеристик пограничного слоя, но и для самого характера течения. При небольших числах Рейнольдса движение частиц газа имеет упорядоченный слоистый характер, такое течение называется ламинарным. При больших числах Рейнольдса движение частиц газа становится беспорядочным, возникают неравномерные пульсации скорости в продольном и поперечном направлениях, такое течение называется турбулентным. Переход ламинарного течения в турбулентное происходит при определенном значении числа Рейнольдса, называемом критическим. Критическое число Рейнольдса не постоянно и в очень сильной степени зависит от величины начальных возмущений, т. е. от интенсивности турбулентности на-бегагощего потока. [c.281]

Н. С. Ерохин, А. К. Некрасов. ТУРБУЛЕНТНОЕ ТЕЧЕНИЕ — форма течения жидкости или газа, при к-рой вследствие наличия в течении много-числ. вихрей разл. размеров жидкие частицы совершают хаотич. неустановившиеся движения по сложным траекториям (см. Турбулентность), в противоположность ламинарным течениям с гладкими квазипараллельными траекториями частиц. Т. т. наблюдаются при определ. условиях (при достаточно больших Рейнольдса числах) в трубах, каналах, пограничных слоях около поверхностей движущихся относительно жидкости или газа твёрдых тел, в следах за такими телами, струях, зонах перемешивания между потоками разной скорости, а также в разнообразных природных условиях. [c.177]

В настоящей работе приводятся решения некоторых задач о гетерогенном каталитическом горении на поверхности тела (пластина, конус), омываемого безграничным или струйным ламинарным потоком газа малой или большой скорости. Для случая безграничной пластины обсуждается также решение для турбулентного пограничного слоя. Для движения газа с большой скоростью дается анализ картины перераспределения полной энергии для самого общего случая взаимонало-жения трех кинетических процессов — теплопроводности, внутреннего трения и диффузии. Даны постановка и решение новых задач о горении турбулентных струй неперемешанных газов (задачи о крае струи и о спутных потоках). При этом рассмотрение ведется для случая конечной скорости реакции. [c.158]

При течении жидкости или газа по трубе, которой можно уподобить пространство между двумя ребрами, картина потока зависит от вязкости протекающего вещества, размеров трубы и скорости потока. При небольших размерах, малых скоростях и высоких кинематических вязкостях наблюдается так называемый ламинарный поток, при котором отдельные струи потока протекают по каналу приблизительно параллельными путями. При больших размерах, значительных скоростях и меньших вязкостях имеем турбулентйое движение, при котором отдельные струи потока интенсивно перемещаются и в поперечном направлении. Уже при сопоставлении обоих типов движений видно, что теплопередача в пограничном слое от стенки к текущей среде осуществляется при турбулентном потоке легче, чем при ламинарном. Это объясняется тем, что при турбулентном потоке постоянно происходит перемешивание частиц в поперечном направлении, при котором нагретые частицы перемещаются от стенок к середине потока, в то время как при ламинарном потоке передача в направлении, перпендикулярном к потоку, осуществляется исключительно за счет теплопроводности. [c.527]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...