В Измерение сопротивления обтекаемых тел

Полное сопротивление обтекаемого тела состоит из сопротивления трения, представляющего собой интеграл касательных напряжений по поверхности тела, и из сопротивления давления, представляющего собой интеграл нормальных сил. Сумму обоих сопротивлений называют профильным сопротивлением, Сопротивление трения с некоторой степенью надежности может быть определено путем расчета способами, указанными в предыдущих главах. Сопротивление давления, которое при невязком течении равно нулю, возникает потому, что распределение давления в вязком течении получается под влиянием пограничного слоя иным, чем в невязком течении. Определение сопротивления давления путем расчета весьма затруднительно. Это обстоятельство заставляет производить определение полного сопротивления главным образом путем измерений. Однако в настоящее время имеется несколько способов, позволяющих находить профильное сопротивление путем расчета. В конце главы мы кратко изложим эти способы. [c.676]

Стабилизация пограничного слоя охлаждением. Теплопередача между стенкой и обтекающим газом очень сильно влияет на устойчивость ламинарного пограничного слоя и его переход в турбулентное состояние. Измерения показали, что на охлаждаемой поверхности сопротивление трения меньше, чем на горячей стенке. Это связано с тем, что при охлаждении переход ламинарного пограничного слоя в турбулентный происходит на большем удалении от передней кромки обтекаемой стенки, т. е. охлаждение способствует повышению устойчивости пограничного слоя. Физически такой эффект объясняется воздействием пониженных температур обтекающего газа на его вязкость и плотность. При охлаждении газа снижается его динамиче- [c.105]

Влияние толщины. Влияние толщины на сопротивление тела, обтекаемого безграничной жидкостью, выявляется при рассмотрении семейства симметричных профилей, описываемых параметром ti , где — толщина профиля, взятая по нормали к направлению потока, а с — длина хорды профиля в параллельном потоку направлении. Отношение ti изменяется от нуля (плоская пластинка) до единицы (цилиндр). Примером такого семейства являются симметричные профили Жуковского, промежуточные формы которых получаются математически путем специального конформного преобразования (или отображения) окружности единичного радиуса. Это семейство профилей обладает тем свойством, что в случае потенциального обтекания поля скорости и давления, имеющие место при обтекании цилиндра, также могут быть преобразованы в поля скорости и давления при обтекании этих профилей. Таким образом, экспериментально измеренные распределения давления на таких профилях могут быть сопоставлены с распределениями давления, полученными из теории потенциального течения идеальной жидкости. [c.401]

В заключение можно сказать, что в настоящее время на вибрационных установках невозможно проводить количественные измерения разрушения для различных сочетаний материалов, жидкостей и температур применительно к конкретным случаям обтекания тел. С другой стороны, можно получить сравнительно надежные данные об относительном сопротивлении материалов, обтекаемых одной и той же жидкостью при данной температуре. Однако и в этом случае при сравнении совокупности полученных данных обнаруживаются резко выраженные аномалии. [c.457]

Широкие возможности решения задач о трении и конвективном тепломассообмене при градиентном течении жидкостей и газов дает теория пограничного слоя. Сопротивление, которое испытывает тело при движении в жидкости или газе, а также интенсивность тепломассообмена между жидкостью или газом и поверхностью тела в значительной степени обусловлены развитием динамического и теплового пограничных слоев. В случае образования на обтекаемой поверхности ламинарного пограничного слоя получены точные аналитические решения уравнений пограничного слоя для некоторого класса задач. Особенно простым классом точных решений этих уравнений являются автомодельные решения, имеющие место в случае, когда скорость внешнего потока пропорциональна степени расстояния х,. измеренного от передней критической точки, а также при плоскопараллельном и осесимметричном течении вблизи критической точки. В других случаях при невозможности получения точных решений надежные результаты дают методы численного интегрирования или приближенного решения интегральных уравнений количества движения, кинетической, тепловой или полной энергии для пограничного слоя. Разными авторами предложены методы преобразования уравнений пограничного слоя в сложных условиях тече-4 [c.4]

Имеется много методов для измерения частоты вихрей (Рис. 15.25). Например, термистор может быть размещен на передней поверхности плохо обтекаемого тела (Рис. 15. 25а). Термистор, нагретый протекающим через него током, чувствует вихри благодаря эффекту охлаждения при контакте с ними, что создает изменение сопротивления термистора. В другом методе вихри оказывают воздействие на луч ультразвуковой волны (Рис. 15. 256). Полученное в результате изменение амплитуды этой волны может быть зафиксировано. Еще одним вариантом такого детектора является пьезоэлектрический кристалл, смонтированный в плохо обтекаемом теле (Рис. 15. 25в). Упругая диафрагма реагирует на возмущения давления, генерируемые вихрями, и они воспринимаются пьезоэлектрическим кристаллом. Существует разновидность системы с пьезоэлектрическим датчиком, вмонтированным во второе плохо обтекаемое тело, расположенное ниже по потоку по отношению к первому (Рис. 15.24г). [c.264]

Сопротивление трения профиля можно найти, если известно распределение на нем касательных напряжений, аналогично тому, как это было сделано при определении сопротивления от давления. Следует, однако, отметить, что экспериментальное нахождение распределения касательных напряжений по обтекаемой поверхности представляет по сравнению с измерением давления более сложную задачу. Обычно при определении силового воздействия используют метод измерения суммарных сил трения или же соответствующие приближенные расчетные зависимости. [c.160]

Методы измерения сопротивления. Согласно принципу относительности для сопротивления обтекаемого тела безразлично, движется ли тело равномерно с некоторою скоростью в покоящейся жидкости (или газе) или же жидкость натекает с тою же скоростью на покоящееся тело. Это приводит к возможности двух принципиатьно различных методов измерения сопротивления. [c.251]

В настоящее время для измерения скорости воздушных потоков применяются также термоанемометры, представляющие собой кусок проволоки, нагреваемой электрическим током. Принцип действия термоанемометра основан на изменении электрического сопротивления проволоки в зависимости от температуры. Набегающий поток воздуха охлаждает накаленную проволоку и тем самым изменяет ее электрическое сопротивление. Измерение скорости при помощи термоанемометра возможно двумя способами при первом способе температура проволоки при помощи регулируемого сопротивления поддерживается на постоянном уровне, и измеряется расход электрической энергии, возмещающий потерю тепла для тонких проволок этот расход приблизительно пропорционален корню третьей степени из скорости при втором способе наблюдение ведется при постоянной силе тока и падающей температуре проволоки, причем зависимость между сопротивлением проволоки и скоростью воздуха устанавливается путем тарировки. Электрический способ особенно пригоден для измерения малых скоростей воздуха, когда другие способы неприменимы. Кроме того, электрический способ позволяет легко производить измерения скорости воздуха в непосредственной близости от поверхности обтекаемых тел . При применении весьма тонких проволок можно проследить явления, очень быстро протекающие во времени . Таким путем в недавнее время были детально изучены свойства турбулентных пульсаций (см. 5, п. g). Для техники экспериментирования в аэродинамических трубах особое значение имеют работы Драйдена и его сотрудников . [c.341]

Тем не менее теория разрывного потенцнального течения с ее представлением о поверхностях раздела приводит к результатам, более правильно отображающим действительность, чем теория непрерывного потенциального течения. Именно, при пользовании представлением о поверхностях раздела вычисления дают для сопротивления равномерно движущегося в жидкости тела величину, не равную нулю, причем оказывается, что это сопротивление в соответствии с экспериментальными наблюдениями зависит от проектированной площади обтекаемого тела, от плотности жидкости и от квадрата скорости. Правда, вычисления, выполненные Кирхгофом для случая обтекания пластинки (см, № 82 первого тома), дали слишком малый коэфициент сопротивления именно, в то время как измерения дают для этого коэфициента значение с = 2,0, вычисления Кирхгофа дали значение [c.129]

Рис. 11.10. Коэффициент сопротивления вращающегося шара, обтекаемого в направлении оси вращения. По измерениям Лютхандера и Ридберга [ ].

К. Визельсбергер а также С. Лютхандер и А. Ридберг экспериментально исследовали сопротивление вращающихся тел закругленной формы (например, шара или тонкого тела вращения), обтекаемых в направлении оси вращения. Измерения показали, что в этих случаях сопротивление [c.237]

Рис. 17.17. Коэффициент сопротивления продольно обтекаемого круглого цилиндра с упруго-деформируемыми тенками при различных модулях упругости Е, По измерениям М. О. Крамера [72]. Модуль упругости Е=оо соответствует жестким стенкам.

Рис. 21.2. Закон сопротивления гладкой плоской пластины, обтекаемой в продольном направлении сравнение теории с измерениями. Цифрами обозначены теоретические кривые, соответствующие (Л — закону сопротивления Блазиуса [формула (7.34)] для ламинарного течения (2)—закону сопротивления Прандтля (21.11) для турбулентного течения (3) — закону сопротивления Прандтля — Шлихтинга (21.16) для турбулентного течения (За) — закону сопротивления (21.16а) для перехода от ламинарного течения к турбулентному (4)—закону сопротивления Шультц-Грунова (21,19) для турбулентного течения.

Метод определения профильного сопротивления, предложенный Б. М. Джонсом, нашел широкое применение как при измерениях в полете, так и при измерениях в аэродинамических трубах [ ], [ ], [ ], [ ], [ ], [26], [39] [40] [46] [47] всех случаях получаются весьма удовлетворительные результаты. Г. Дёч [ ] показал, что при измерениях позади крылового профиля формулы Бетца и Джонса можно применять на расстояниях от задней кромки крыла, составляющих всего только 5% хорды крыла. В этом случае дополнительный член в формуле Бетца составляет по своей величине около 30% от величины первого члена. Особенно пригоден экспериментальный метод определения профильного сопротивления для установления влияния шероховатости обтекаемой поверхности на профильное сопротивление, а также для определения очень малого сопротивления ламинаризованных профилей. [c.680]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...