Ламинарное течение с возрастанием давления

Ламинарное течение с возрастанием давления [c.213]

ЛАМИНАРНОЕ ТЕЧЕНИЕ С ВОЗРАСТАНИЕМ ДАВЛЕНИЯ 215 [c.215]

Остановимся на данных для наименьшего из задаваемых в экспериментах [1-3] значения е = 36° (фиг. 2 фиг, 6, точки /), наиболее близкого к рассмотренным в [4-6], Здесь во всех случаях имеется сверхзвуковое течение в возвратном потоке области отрыва с числом Маха М превышающим критические значения, при которых прямая ударная волна вызывает отрыв как ламинарного, так и турбулентного пограничных слоев [6, 8], Другими словами, в возвратном коническом течении при возрастании давления от до в условиях сверхзвукового потока должен реализоваться отрыв пограничного слоя, внутренний по отношению к основному - внешнему отрывному течению. [c.75]

НИИ достигает минимума, так что на участке АС оно падает, а на участке СЕ возрастает. Такие же изменения давления вдоль поверхности тела имеют место и в пограничном слое (так как поперек пограничного слоя давление почти не меняется). Следовательно, на участке СЕ жидкость в пограничном слое должна двигаться по направлению возрастания давления, что приводит к ее торможению. Наиболее сильно это торможение сказывается, конечно, на частицах жидкости, движущихся около самой поверхности цилиндра, т. е. обладающих наименьшей скоростью. В некоторой точке О вниз по потоку эти частицы останавливаются, а за точкой О даже двигаются вспять по сравнению с более удаленными от поверхности цилиндра и поэтому еще не заторможенными частицами. Образующееся у поверхности тела за точкой О возвратное течение оттесняет внешнее течение от поверхности цилиндра — происходит, как говорят, отрыв пограничного слоя от обтекаемой поверхности с образованием в жидкости поверхности раздела ОР. Если пограничный слой до отрыва был ламинарным, то после отрыва он ведет себя как свободная струя в затопленном пространстве и быстро становится турбулентным (при заметно меньших Не, чем не отрывавшийся пограничный слой, так как наличие стенки действует на течение стабилизирующим образом). Поверхность раздела ОРу являющаяся поверхностью тангенциального разрыва скорости, весьма неустойчива (см. ниже) и свертывается в один или несколько вихрей. В области РОЕ за поверхностью раздела около цилиндра образуется крупный вихрь второй такой же вихрь образуется в нижней части цилиндра. Эти вихри попеременно отрываются от поверхности цилиндра и уносятся вниз по течению на их месте образуются новые вихри. [c.71]

Сопротивление давления остается небольшим только при условии отсутствия отрыва. Это достигается приданием обтекаемому телу надлежащей формы. Примерами течений, в которых возрастание давления в направлении движения не ведет к отрыву, могут служить рассмотренные в главах VHI и IX подобные решения ламинарных пограничных слоев. В этих случаях скорость, изменяясь по закону U Сх , при отрицательном т может уменьшиться ДО нуля, не приводя к отрыву пограничного слоя однако при этом значение —т не должно превысить —т = 0,09. При только что указанном законе изменения скорости профиль скоростей не изменяется в направлении течения также в турбулентных пограничных слоях (см. в связи с этим книгу однако теперь течение прилегает к телу до m = —0,23. Следовательно, турбулентный пограничный слой в состоянии преодолеть в 2 2 раза больший градиент давления, чем ламинарный пограничный слой. Подобные решения дают ответ также на вопрос, какое распределение давления необходимо для того, чтобы течение могло преодолеть без отрыва максимально возможное повышение давления. Распределение давления с первоначально большим, а затем постепенно уменьшающимся повышением давления приво- [c.615]

Фаза колебаний давления газа зависит от сдвига по времени циклов (сдвига роторов синхронных приводов поршневых компрессоров), а также от динамических свойств и характеристик процесса движения газа в трубопроводах. Для определения последних рассмотрим динамические процессы в газопроводах. Характер течения газа в трубопроводе зависит от линейной скорости. При малых линейных скоростях все частицы газа движутся слоями параллельно оси трубопровода, причем скорость движения слоев уменьшается с удалением от оси (ламинарный режим). При возрастании линейной скорости течения газа, как показано Рейнольдсом возникает поперечная составляющая движения частиц газа. Обмен импульсами между слоями приводит к более равномерному распределению скоростей в сечении трубопровода (турбулентный режим). При решении задач динамики движения газа в трубопроводах представляет интерес суммарное значение расхода газа в каждом сечении. Поэтому в дальнейшем будем оперировать средней линейной скоростью газа в сечении [c.49]

В диапазоне а < а при увеличении радиуса затупления носка тела снижается максимальное давление в зоне отрыва и несколько увеличивается 4. С возрастанием / /,° за счет образования высокоэнтропийного слоя вблизи конической поверхности уменьшается скорость течения газа, следствием чего является изменение параметров потока в отрывной зоне перед щитком. Это влияние наиболее проявляется при ламинарном режиме обтекания конических тел со щитками. [c.172]

Из выражений (111.15) и (111,16) видно, что увеличение расхода для расширения диапазона изменения частоты вращения гидромотора в гидроприводах с замкнутой циркуляцией с регулируемым насосом невыгодно из-за значительного возрастания потерь (особенно при турбулентном режиме). При уменьшении расхода и связанного с ним увеличения давления будут расти объемные потери в насосе и гидромоторе. Течение жидкости через зазоры насосов и гидромоторов носит ламинарный характер, и утечки в этом случае пропорциональны давлению р. Но в зоне регулирования при постоянной мощности давление обратно пропорционально расходу р = iV/Q, [c.116]

Расчеты с ненулевыми градиентами давления выходят за пределы этой книги. Однако результаты приближенного метода решения для установившегося ламинарного пограничного слоя на эллиптическом цилиндре в потоке со скоростью и ас приводятся на рис. 10-9 [Л. 1]. На рис. 10-9,а показано поперечное сечение этого цилиндра, представляюш,ее собой эллипс с отношением осей 4 1, и распределение скорости вдоль внешней границы пограничного слоя. В этом примере предполагается, что U(x) представляет собой скорость невязкого потенциального течения 1. На рис. 10-9,6 приведены вычисленные профили безразмерной скорости для разных сечений от передней критической точки при х = 0 до точки отрыва. Обратите внимание, как развивается перегиб профиля скорости с возрастанием xjl. Предполагается, что отрыв будет иметь место в точке, где duldy y=a = Q. На рис. 10-9,в приведено распределение касательного напряжения на стенке, которое постепенно снижается до нуля в точке отрыва. [c.218]

В области больших чисел Рейнольдса (турбулентное течение) донное давление увеличивается с ростом температуры поверхности тела (фиг. 15), однако при малых числах Рейнольдса (ламинарное течение) донное давление увеличивается с понижением температуры поверхности тела. Поскольку влияние охлаждения на пограничный слой идентично возрастанию числа Рейнольдса, становится понятным кажущееся расхождение между экспериментальными результатами, касаюпщмися донного давления и температуры поверхности. [c.26]

Однако формы профиля в начальном оторвавшемся вязком слое очень важны для определения величины донного давления при ламинарном течении [51, 52], следовательно, для усовершенствования метода Чепмена требуется рассмотреть начальный пограничный слой. Несовершенство таких методов, как методы Крокко — Лиза [10] и Корста [30], заключается главным образом в допущении, что возрастание давления, необходимое для замыкания области отрыва, можно приравнять к разности между донным давлением и конечным восстановленным давлением на значительном удалении вниз по потоку. Его следует приравнивать либо к давлению в окружающем невозмущенном потоке, либо к несколько меньшему давлению, чтобы учесть потери при прохождении внешнего потока через замыкающий скачок. Это означает, что точка замыкания области отрыва лежит в области максимального давления, однако, согласно экспериментальным исследованиям сверхзвукового донного течения [10. 25, 34] и взаимодействия ударной волны с пограничным слоем [26. 27. 29], точка нулевого вязкого напряжения, т. е. точка замыкания области отрыва, расположена ближе, чем точка максимального давления. При дозвуковых скоростях замыкание области отрыва происходит в точке, где местное статическое давление превосходит давление во внешнем потоке. Исследование донного давления требует введения дополнительного параметра, а именно отношения приращения давления при замыкании области отрыва к разности между статическим давлением во внешнем потоке и донным давлением. Если обратиться, в частности, к теории Корста 130] (хотя его метод расчета подтверждается наблюдениями и в Пришвине по- [c.71]

Как показывают расчеты, выполненные в 6 главы X, ламинарный пограничный слой в состоянии преодолеть без отрыва только очень небольшое возрастание давления вдоль контура тела. При турбулентном течении опасность отрыва сама по себе значительно меньше, чем при ламинарном течении, так как турбулентное течение обеспечивает непрерывный перенос импульса из внешнего течения в пограничный слой. Тем не менее и при турбулентном течении всегда желательно так управлять пограничным слоем, чтобы предупредить отрыв. Особый толчок проблема управления пограничным слоем получила в последнее время со стороны авиационной техники, для которой предуцреждение отрыва представляет особый интерес, поскольку отрыв уменьшает подъемную силу крыла и вместе с тем увеличивает его лобовое сопротивление [ ], [c.352]

Сохранение ламинарного течения приданием стенке специальной формы (ламинаризованные профили). С сохранением в пограничном слое ламинарной формы течения посредством отсасывания весьма сходен способ, осуществляемый посредством придания обтекаемой стенке специальной формы. И этот способ предназначен для уменьшения сопротивления трения путем перемещения точки, в которой течение в пограничном слое из ламинарного становится турбулентным, вниз по течению. Установлено, что в пограничном слое переход ламинарного течения в турбулентное сильно зависит от градиента давления внешнего течения. При понижении давления в направлении течения переход ламинарного течения в турбулентное в пограничном слое происходит при значительно более высоких числах Рейнодьдса, чем при возрастании давления в направлении течения. Понижение давления во внешнем течении сильно увеличивает, а повышение давления, наоборот, сильно уменьшает устойчивость ламинарного пограничного слоя. Это обстоятельство используется для уменьшения сопротивления трения крыльев. Для этой цели сечение с наибольшей толщиной профиля отодвигается далеко назад, что обеспечивает на большей части профиля падение давления, а вместе с тем — и сохранение ламинарного пограничного слоя. К этому вопросу мы еще вернемся в главе XVII. [c.356]

Шероховатость, распределенная по площади. Измерения перехода ламинарной формы течения в турбулентную, вызываемого шероховатостью, распределенной по площади, привели пока лишь к немногим результатам [ ]. В работе Э. Г. Файндта для песочной шероховатости исследуется зависимость перехода ламинарного несжимаемого течения в турбулентное от размера зерен песка и от градиента давления. Измерения были выполнены в суживающемся и расширяющемся каналах с поперечным сечением в виде круглого кольца. Шероховатость была создана только на стенке внутреннего цилиндра, внешняя же стенка была оставлена гладкой и своим наклоном вызывала градиент давления. Найденная из этих измерений связь между критическим числом Рейнольдса /lД пep/v составленным для положения точки перехода, и числом Рейнольдса Ьхк Ь, составленным для размера песчаного зерна, изображена на рис. 17.44 для различных градиентов давления. При гладких стенках для различных градиентов давления получились значения С/1д пер/ от 2-10 до 8-10 . Столь широкий диапазон изменения числа Рейнольдса для точки перехода вполне понятен, так как градиент давления оказывает сильное влияние на устойчивость и соответственно на неустойчивость пограничного слоя. При возрастании величины UikJv критическое чисЛо Рейнольдса сначала остается таким же, как [c.491]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...