Расчет отрыва потока

РАСЧЕТ ОТРЫВА ПОТОКА [c.60]

В прошлом много исследований было посвящено турбулентному отрыву при внешнем обтекании тел, например крыльев летательного аппарата, или при внутреннем течении, например в диффузоре. Эти исследования были основаны на теории пограничного слоя. Как будет показано ниже, одной теории пограничного слоя недостаточно, чтобы рассчитать отрыв потока при внутреннем течении, и до сих пор не существует подходящего метода для окончательного расчета отрыва потока в диффузоре. В настоящее время [c.143]

Современные представления об управлении обтеканием непосредственным образом связаны с отрывными течениями, которые широко встречаются как в случае внешнего обтекания ракетно-космических аппаратов, так и при движении газа внутри различных каналов (сверхзвуковые сопла реактивных двигателей и аэродинамических труб, диффузоры и др.). Интерес к исследованию таких течений в последнее время возрос из-за выявившейся возможности регулировать аэродинамические характеристики обтекаемых тел путем управления этими течениями и осуществлять соответствующие расчеты при помощи вычислительных машин. В гл. VI анализируются виды отрывных течений и рассматриваются случаи их реализации при управлении обтеканием. Эффект управления отрывным течением связан с предотвращением, затягиванием или созданием условий преждевременного отрыва потока при помощи соответствующих приспособлений. [c.7]

При расчете гидравлических турбин поток в меридиональном сечении принимают потенциальным, при расчете насосов — равноскоростным. В гидродинамических передачах имеет место сочетание различных рабочих органов (рис. 14). Проведенные расчеты и испытания показали, что лучшие результаты получаются при задании равноскоростного потока или потока, обратного потенциальному. Это объясняется тем, что в случае равноскоростного и обратного потенциальному потоков поле скоростей в насосе у тора, а у турбины на диффузорном участке более благоприятное, чем в случае потенциального потока. При потенциальном потоке происходит резкое падение меридиональных скоростей на диффузорных участках, а следовательно, уменьшение относительных скоростей, что ведет к отрыву потока с образованием вихрей и к резкому увеличению потерь. Равноскоростной и обратный потенциальному потоки дают более плавное изменение относительных скоростей в области колеса, и с точки зрения гидродинамики реальной вязкой жидкости они являются наиболее благоприятными для безотрывного обтекания профиля лопасти. [c.121]

Кривой, так как результаты расчета и опыта относятся к различным режимам работы направляющего аппарата. Качественно они существенно различны. Такое различие вполне закономерно и объясняется особенностями течения пространственного потока. Давление торможения за решеткой имеет характерный провал в корневой части, что свидетельствует об отрыве потока. Эпюра полных давлений / оп имеет вогнутость около среднего диаметра. Эта вогнутость — результат следа от демпфирующей проволоки на рабочем колесе впереди стоящей ступени. [c.222]

При п< последний член в правой части уравнения (XI.10) в верхней половине ступени (г>гс) становится отрицательным, и осевая скорость убывает к периферии ступени. Поэтому в ступенях с малыми di при выборе небольших значений п может оказаться в периферийных сечениях О, что соответствует отрыву потока идеальной жидкости. В расчетах выбранную величину п необходимо так согласовать с di, чтобы угол а" в периферийном сечении не оказался слишком малым. [c.191]

Из изложенного следует, что возникновение в решетке отрыва потока приводит к резкому увеличению потерь энергии. К сожалению, надежных аналитических способов расчета этих потерь в настоящее время нет. При профилировании решетки стремятся добиться, чтобы в области расчетного режима избежать возникновения этих потерь, а в том случае, когда этого сделать невозможно, свести их к минимуму. [c.26]

Для расчета пограничного слоя на профиле решетки необходимо определить распределение скорости невязкой жидкости ги1 = т(5), которое используется как скорость внешнего потока Ид=Мд(5) по отношению к пограничному слою. Для определения т (з) следует решить прямую задачу теории решеток в потоке невязкой жидкости. Затем производится расчет пограничного слоя, который, строго говоря. следует рассматривать как первое приближение ввиду обратного влияния наличия пограничного слоя на распределение скорости внешнего потока. Как уже отмечалось, при безотрывном обтекании это влияние эквивалентно утолщению заданных профилей на толщину вытеснения 8 . Принципиально подобное уточнение всегда можно просто выполнить, используя, в частности, методы 21. Поскольку при реальных числах Рейнольдса и безотрывном обтекании толщина вытеснения очень мала, указанное уточнение обычно не производится. Гораздо существеннее влияние возможного отрыва потока, наличие которого в первом же приближении учитывается в распределении скорости вблизи выходной кромки, точнее всего в струйной модели. Возможность отрыва потока на других участках профиля проверяется в процессе проведения расчета. Следует отметить, что известные методы не позволяют достаточно надежно рассчитать поток при наличии отрыва, и им либо просто пренебрегают, либо строят соответствующее струйное течение невязкой жидкости с последующим применением на границе этого течения теории турбулентной струи. [c.395]

В заключение было произведено сравнение всех известных формул для расчета вторичных потерь. Отметим, что решетка 3030 по указанным выше причинам имеет завышенные профильные потери, связанные с отрывом потока с выпуклой стороны лопатки. При правильном изготовлении и установке этой решетки ее коэффициент профильных потерь приблизительно был бы равным 0,10. [c.479]

Рассматривая средние значения параметров в кромочном следе, мы отвлекались от реальной структуры потока. Однако для анализа процессов конденсации и особенно для расчета вновь, возникающих ядер конденсации необходимо учитывать реальную структуру потока (количество отрывающихся от выходной кромки вихрей в единицу времени, общий объем, занимаемый этими вихрями, и распределение температур в них). Такие данные, необходимые для расчетов решеток турбин, в полном объеме отсутствуют. Поэтому для приближенного анализа можно воспользоваться результатами исследований отрыва потока при обтекании пластин и цилиндров. [c.39]

При отсутствии отрыва распределение давления по поверхности обтекаемого тела может быть найдено расчетом потенциального потока. Это позволяет применять модель идеальной жидкости для построения хорошо обтекаемых тел. [c.188]

Из многочисленных приложений, где необходимы сведения об интегральных характеристиках течений в каналах при малом возмущении их первоначальной цилиндрической поверхности, укажем проблему интенсификации теплообмена путем слабой деформации поверхности туб (при тщательной оценке сопутствующего увеличения их сопротивления) [1] и на задачу расчета сопротивления капиллярных трубок и биологических транспортных систем в виде трубок и каналов при деформировании их стенок [2]. Если для первой проблемы рассматриваемый класс ламинарных течений в каналах с деформированными стенками является только одним из возможных (в общем случае требуется анализ эффектов перехода, турбулентности, отрыва потока), то во втором случае, характеризующемся малыми числами Рейнольдса, модель ламинарного течения полностью адекватна. [c.374]

Рассматривая распределение давления вдоль передней образующей цилиндра, можно заметить, что отношение максимального и минимального давлений достаточно для разгона газа в струйке тока до числа Маха 1.49. Однако вследствие бокового растекания линия, параллельная передней критической линии цилиндра, не является струйкой тока. Поэтому для расчета местного числа Маха было произведено измерение давления вдоль передней образующей трубкой Пито (рис. 1, кривая 2). Насадок был направлен по оси вверх. Максимум давления соответствует = 0.14. При > 0.08 имеем Р < в основном из-за несовпадения оси насадка с направлением местного потока (вследствие скоса потока в меридианальной плоскости). С уменьшением от 0.08 до 0.06 максимум полного давления возрастает до 16.5, что обусловлено уменьшением местного скоса потока. Далее уменьшается. Это объясняется тем, что хотя местный скос потока и уменьшается, однако вследствие бокового растекания, к поверхности цилиндра подходят новые струйки тока, проходящие ближе к отрывной области (рис. 2) и, следовательно, имеющие меньшее полное давление. Минимум р совпадает с линией отрыва потока 2. На участке 0 < 2 ° < 0.04 насадок снова направлен по направлению местного потока, т.е. показывает донное давление. Наибольшее число Маха, подсчитанное по р и при z° = 0.04, равно 1.26. [c.497]

В книге дано систематическое изложение нелинейной теории крыла произвольной формы в плане. Описан численный метод расчета обтекания крыльев идеальной несжимаемой жидкостью (МДВ — метод дискретных вихрей). Рассмотрены безотрывные и отрывные течения (с известными местами отрыва потока — на тонких кромках крыла). [c.4]

РАСЧЕТА ОТРЫВА ЛАМИНАРНОГО ПОТОКА [c.72]

Рассмотрим теперь метод расчета отрыва ламинарного потока Кармана — Милликена [10]. В методе используются два приближенных решения уравнений пограничного слоя одно из них более точное на внешней границе пограничного слоя, а другое — [c.77]

Расчет отрыва произвольного трехмерного ламинарного потока осложняется наличием поперечного течения. Доступные методы расчета трехмерных ламинарных течений являются лишь приближенными и часто основаны на теории пограничного слоя. При расчете используются также преимущества, связанные с условиями подобия. Подробно методы подобия и размерностей рассмотрены в книге Седова [1], точное решение для автомодельных течений дается в статье Хансена [2]. Основная трудность решения задач трехмерного ламинарного пограничного слоя состоит в нелинейности уравнений в частных производных с тремя независимыми переменными. В некоторых частных случаях удается упростить задачу, исключив из уравнений движения путем соответствующих преобразований одну или две новые независимые переменные. Такое течение называется автомодельным течением в направлении (или в направлениях) новой независимой переменной (или переменных) . [c.110]

Отрывное течение в зоне присоединения предполагается двумерным, хотя в этой зоне могут существовать трехмерные возмущения [2]. При расчете статического давления в области отрыва поток массы, отсасываемой слоем смешения из области отрыва, приравнивается потоку массы, поступающей обратно в область отрыва И8 зоны присоединения под действием перепада давления. Для преодоления приращения давления в зоне присоединения и дальнейшего перемещения частиц в направлении течения полное давление р вдоль линии тока в слое смешения должно быть больше, чем конечное статическое давление в конце зоны присоединения. Статическое давление в оторвавшемся слое определяется требованием, чтобы полное давление вдоль разделяющей линии тока [c.48]

В этом разделе представлены результаты расчета и экспериментального определения положения точки отрыва потока газа. Отрыв патока на игле рассматривается в разд. 4. [c.111]

Под формой поверхности тела здесь подразумевается не только форма поверхности основного тела, но и такие средства, как щели, генераторы вихрей, утолщение передней кромки, вырезы и т. д., соответствующим образом расположенные на основном теле. Чтобы управлять отрывом потока путем выбора формы основного тела, необходимо знать методы расчета распределения давления потенциального течения, пограничного слоя, а также критерий отрыва. Для трехмерных тел, с которыми приходится иметь дело на практике, не всегда имеются такие методы расчета, так что если выбор формы основного тела не обеспечивает управления отрывом, применяются дополнительные изменения формы, такие, как щели, генераторы вихрей и т. д. [c.200]

Расчет обтекания треугольных крыльев малого удлинения с отрывом потока, включая стреловидные крылья при дозвуковых и сверхзвуковых скоростях, приводится в работах [6—151. Эти методы расчета являются приближенными и основаны на линейной теории влияние угла атаки, кривизны, толщины рассчитываются в отдельности и затем суммируются. Несмотря на большой угол схода вихрей, при соответствующем его выборе расчетные значения нормальной составляющей силы и положение центра давления для треугольных крыльев с удлинением 1—4 хорошо согласуются с экспериментом. [c.201]

Для грубых расчетов можно воспользоваться результатами опыта с плоским диффузором, приведенными на рис. XIV.4. Здесь показаны кривые начальной координаты отрыва потока в зависимости от угла расширения и площади того сечения, в котором начинается отрыв, отнесенной к площади входного отверстия диф4)узора Кривая / ограничивает справа область значений и а, при которых зона отрыва толщиной в 5 мм [c.368]

Расчеты показывают, что (J r. 01гг)расч с ростом числа М полета снижается, но в меньшей степени, чем в воздухозаборниках с внутренним сжатием, вследствие более значительного уменьшения коэффициента Стт- Эти формулы выведены, исходя из рассмотрения течения газа в воздухозаборнике как одномерного, и, естественно, не учитывают неравномерности потока, наличия пограничного слоя и отрыва потока в горле. Поэтому фактическая площадь горла должна быть больше ее расчетного значения. Это учитывают коэффициентом перерасширения горла Кт, который зависит от ряда факторов (главным образом от угла Рс, см. рис. 9. 11, так как при его возрастании увеличиваются размеры зоны отрыва) и находится в пределах 1,05—1,15. С учетом этой поправки [c.272]

Полное давление в струйках тока, прошедших разные участки системы скачков уплотнения, различно. Наибольшее восстановление давления в струе газа, прошедшей систему скачков 2-4-6. Зная угол О2 и предполагая течение плоскопараллельным, указанную систему можно легко рассчитать [2]. На рис. 1 штрихпунктирной линией нанесено значение = 19.75, рассчитанное для струйки тока, прошедшей систему скачков 2-5. Оно согласуется с экспериментальными данными. Значение давления рдд в струе, прошедшей систему косых скачков 2-4-6 равно 30. Это намного выше максимального значения р° на цилиндре. Это обстоятельство объясняется тем, что ширина отмеченной струи очень мала и она размывается, не дойдя до поверхности цилиндра (ширина струи, полученная по измерению расстояния АВ на теневой фотографии для цилиндра с с1 = 24 , равна 1-1.5 ). Этому содействует также колебание всей системы скачков уплотнения относительно среднего положения, практически всегда имеюгцееся во время эксперимента как вследствие отрыва потока, так и вследствие чисто механических колебаний модели в аэродинамической трубе. При больших размерах модели и больших числах Маха повышение давления на цилиндре будет более значительным. В частности, как показывают расчеты, при больших числах Маха скорость потока за скачком 5 остается сверхзвуковой. В этом случае перед цилиндром будет наблюдаться местный прямой скачок 7. [c.495]

Иа o iioise исполненных расчетов сделана оценка интегрального аффекта увеличения несущих свойств за счет различных факторов (присутствия второго крыла у осы, наличия начальной циркуляции, влияния отрыва потока и др). Оказалось, что основными факторами, влияющими на несущие свойства осы, являются наличие второго крыла и отрыва с передней кромки на стадии формирования внхревой структуры. [c.143]

Как видно из приведенных данных, сила адгезии частиц диаметром меньше 100 мкм больше веса самих частиц. Сила адгезии частиц диаметром, превышающим 100 мкм, будет меньше веса частиц, т. е. Ро1и<. 1. Естественно, что для движения таких частиц необходимо преодолеть их вес, т. е. скорость водного потока должна быть равной Овл- В этом случае можно пренебречь силой адгезии [291]. Для частиц диаметром менее 50 мкм сила адгезии значительно больше веса частиц. Так, для частиц диаметром 7,5 мкм сила адгезии в 45,5 раза превышает вес частицы. В этом случае можно пренебречь весом частицы и при расчете скорости потока, обусловливающей отрыв прилипших частиц (wotp), учитывать только силы адгезии. Скорость отрыва частиц в водной среде, так же как и в водушной, зависит от структуры пограничного слоя (см. 43) и размеров частиц. [c.339]

В первом томе изложены физическая картина и механизм отрыва потока различных видов, описаны возникающие при этом отрывные течения и характеризуются современные методы изучения отрывов потока. Рассмотрены теоретические методы исследования установившегося и неустановившегося отрыва ламинарного и турбулентного потоков жидкости и газа при обтекании двумерных, осесимметричных и пространственных тел, крыльев, а также при течении в плоских и осесимметричных каналах, диффузорах н т. п. Изложены все основные методы теоретического расчета этрыва пограничного слоя, дана критическая оценка этих методов и проведено сравнение с результатами экспериментов. Описаны случаи отрывов ламинарных потоков, вызванных падением скачка уплотнения при трансзвуковых, сверх- и гиперзвуковых скоростях. [c.6]

Кук [30], модифицировавший метод Заата, утверждает на основе сопоставления результатов, полученных этими тремя методами, что его метод наиболее удобен для применения. Кук [31] применил свой метод к расчету отрыва ламинарного несжимаемого потока на конусе под углом атаки с использованием полярной координаты г и угла 0 между рассматриваемой и некоторой фиксированной образующей, измеренной в плоскости развертки конуса. В предположении, что внешний [c.131]

Например, как показал Дин [1], допустимая подъемная сила рабочих лопаток гидромашины при ламинарном режиме течения в условиях, близких к отрыву, примерно вчетверо меньше подъемной силы в тех же условиях, но при турбулентном режиме течения. Касательные напряжения в турбулентном потоке в 10—10 раз больше, чем в ламинарном, поэтому в турбулентном потоке отрыв затягивается или не происходит совсем. Турбулентное течение не поддается расчету теоретическими методами, поскольку механизм турбулентности недостаточно изучен, в частности не известны соотношения между нульсационными и средними по времени величинами. Поэтому для расчета отрыва турбулентного слоя необходимо опираться на экспериментальные данные. [c.143]

Как отмечалось выше, метод Польгаузена применим только для определения начальной стадии неустановившегося отрыва. Поэтому метод Гаугера может применяться для расчета диффузоров, в которых не происходит отрыва потока. Однако, как указывает Шлихтинг [84], при обтекании решетки лопаток можно ожидать большей эффективности при наличии незначительного отрыва, чем при безотрывном течении. Условия течения в решетке профилей [c.189]

И В диффузоре различны. До тех пор пока не будет выяснено различие этих течений в отношении отрыва потока, вопрос о преиму-ш,естве метода Гаугера для расчета оптимальных диффузоров остается открытым. [c.190]

В последнее время успешно проводились расчеты отрыва ламинарного потока, вызванного скачком уплотнения. Исследования охватывают всю область взаимодействия скачка с пограничным слоем, включая течение вверх и вниз по потоку, а также область присоединения потока. Получены теоретические решения линеаризованных уравнений движения без учета и с учетом вязких членов для течения, слабо отличаюхцегося от течения Блазиуса (35, 36]. [c.262]

Экспериментальные данные работы [24] согласуются с расчетными результатами Василиу (фиг. 48, 49). Расчет Василиу отрывного течения перед уступом довольно сложен, но осуществим, так что отрывное течение при сверхзвуковых скоростях можно проанализировать и рассчитать по крайней мере при отрыве потока, вызванном уступом. [c.59]

Из этих многочисленных экспериментальных и теоретических работ следует, однако, что явление разрушения вихрей, сходящих с передней кромки, пока еще окончательно не понято. Были проведены качественные исследования, чтобы понять поведение потока и найти надлежащую основу для теоретических расчетов установившегося и неустановившегося разрушения. В водяной трубе исследовалось, каким образом сильно развитое турбулентное течение, возникающее при отрыве потока с острой передней кромки нестреловидного крыла, переходит в течение с устойчивыми вихревыми образованиями на крыле с большой стреловидностью. Кроме того, изучалась структура вихря, измерялись составляющие скорости, давление и уровень шума, а также определялось положение ядра вихря. [c.208]

Как уже упоминалось в гл. I, расчет теплового потока в области присоединения очень важен, так как именно в этой области он достигает большой величины. Чанг и Вигас [85] предложили приближенный метод расчета теплопередачи в области присоединения сильно охлажденного ламинарного пограничного слоя на тупоносых телах при гиперзвуковых скоростях [86]. Их расчет распределения давления и скорости относится к завихренному течению жидкости. Схемы течения в областях отрыва и присоединения показаны на фиг. 84 и 85. [c.175]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...