Обтекание тел потоками жидкости

Обтекание тел потоком жидкости или газа, как уже указывалось, является одной из основных задач гидродинамики и аэродинамики ). Мы начнем рассмотрение этих задач с простейшего случая обтекания цилиндра, ось которого перпендикулярна к потоку. При этом мы пока ограничимся задачами, в которых силами вязкости можно пренебречь (когда соблюдены условия, приведенные в 125). Для цилиндра, расположенного перпендикулярно к потоку жидкости, опыт дает изображенную на рис. 324 картину распределения токовых линий в потоке, обтекающем цилиндр. Поскольку мы пренебрегли вязкостью, то для потока справедлив закон Бернулли. Согласно этому закону в точке А, где скорость потока близка к нулю, давление в жидкости [c.545]

При решении задачи примем прямоугольную систему координат хОу с началом, расположенным посредине длины тела на оси его симметрии. Положительные направления осей указаны на рис. V. 14. Будем искать скорость в некоторой точке 5i х, у), вызванную продольным обтеканием тела потоком жидкости со скоростью Ую и вихревыми особенностями, расположенными на поверхности тела. Примем текущие координаты элементарной вихревой особенности в некоторой точке S — , ii, Z. [c.203]

ВНЕШНЕЕ обтекание тел потоком жидкости [c.67]

ВНЕШНЕЕ ОБТЕКАНИЕ ТЕЛ ПОТОКОМ ЖИДКОСТИ [c.69]

При внешнем обтекании тел потоком жидкости наблюдаются две существенно различные формы течения вблизи поверхности обтекаемого тела безотрывное обтекание и отрывное обтекание, когда струи жидкости в некоторой точке отделяются от поверхности тела и образуют в непосредственной близости к последней вихревую область. [c.217]

П-6. ВЛИЯНИЕ НА ТЕПЛООТДАЧУ НЕОБОГРЕВАЕМОГО НАЧАЛЬНОГО УЧАСТКА И НЕИЗОТЕРМИЧНОСТИ ПОВЕРХНОСТИ ПРИ ОБТЕКАНИИ ТЕЛА ПОТОКОМ ЖИДКОСТИ С ПЕРЕМЕННОЙ СКОРОСТЬЮ ВНЕ ПОГРАНИЧНОГО СЛОЯ [c.299]

По физической постановке в тесной связи с проблемами тангенциальных разрывов в жидкости находится проблема образования вихревых дорожек (кармановых дорожек) за обтекаемыми телами. Ясность, внесенная в вопрос о вихревых дорожках Т. Карманом существенно углубила представления о гидродинамике обтекания тел потоком жидкости и вихревом сопротивлении. Хотя природа возникновения кармановых дорожек кроется в вязкости жидкости, они могут моделироваться и в потоке идеальной жидкости. В такой 286 постановке их исследованию посвящено много работ. [c.286]

В пограничном слое движение жидкости является сильно завихренным. При плавном очертании контура обтекаемого тела срыва вихрей ие происходит, и они не попадают во внешний поток с частицами, побывавшими у стенок тела. В этом случае имеет место безотрывное обтекание тела. При определенных условиях обтекания (например, при обтекании тел потоком жидкости с большими положительными градиентами давления) может происходить срыв вихрей с поверхности тела и распро- [c.37]

Пример 1. Обтекание тела потоком жидкости. Рассмотрим [c.356]

Движение вязкой жидкости. Уравнение Навье-Стокса. Число Рейнольдса. Формула Пуазейля. Ламинарное и турбулентное течение. Турбулентность атмосферы. Обтекание тел потоком жидкости. Формула Жуковского. Гидродинамическое подобие. Движение тела со сверхзвуковой скоростью. [c.63]

Мы уже привели ряд примеров колебаний твердых тел, возникающих при обтекании тел потоком жидкости. Рассмотрим некоторые другие примеры автоколебаний, возникающих при действии потока жидкости на тела. [c.104]

Кавитация, возникающая при обтекании тел потоком жидкости, сопровождается явлением уноса парогазовой фазы вниз по потоку с последующим ее растворением и конденсацией в области повы- [c.38]

Глава 18 ОБТЕКАНИЕ ТЕЛ ПОТОКАМИ ЖИДКОСТИ [c.342]

Задачи гидродинамики делятся на два основных класса внутренние и внешние. К внешним задачам относятся задачи обтекания тела потоками жидкости или газа, или о движении тела в жидкой или газообразной среде. Внешними задачами являются задачи, связанные с полётами самолётов, снарядов и других тел, движущихся в атмосфере. Внутренние задачи занимаются движением жидкости в каналах. В этот класс задач входят такие как [c.62]

При обтекании тела потоком жидкости или газа с бо.ль-шими значениями числа Рейнольдса течение в окрестности тела можно разбить на две области. [c.108]

При несимметричном обтекании тела потоком жидкости направление силы сопротивления не совпадает с направлением скорости невозмущенного потока voo. [c.150]

Если вязкость жидкости мала, то скорость жидкости, равная нулю на поверхности обтекаемого тела, уже на небольшом расстоянии от поверхности тела достигает значения скорости, близкой к скорости в набегающем потоке. Таким образом, действие сил вязкости сказывается только в тонком слое, прилегающем к поверхности обтекаемого тела. Этот слой называется пограничным слоем. Присутствие пограничного слоя и действующих в нем сил вязкости существенно изменяет картину обтекания тела потоком. [c.547]

Отметим теперь одно важное явление, относящееся к обтеканию тел потоком идеальной жидкости. Если контур обтекаемого тела имеет участок, представляющий собой дугу с малым радиусом закругления (рис. 2.16, а), то часть потока вблизи этой дуги походит на циркуляционное движение скорость увеличивается по мере приближения к контуру дуги и при достаточно малых радиусах закругления может стать очень большой. При некотором (достаточно малом) радиусе закругления скорость должна быть столь велика, что давление (вычисляемое по уравнению Бернулли для несжимаемой жидкости) должно стать [c.107]

При обтекании твердого тела потоком жидкости или газа вблизи поверхности благодаря силам вязкости происходит резкое уменьшение скорости, и на поверхности тела она становится равной нулю. Слой жидкости, в котором скорость движения изменяется наиболее существенно, называется динамическим пограничным слоем. [c.319]

С твердой стенкой органически связано наличие вязкого подслоя появление его обусловлено тем, что твердая стенка препятствует переносу импульса турбулентными пульсациями в направлении к стенке и приводит к затуханию последних по мере приближения к стенке. Таким образом, при обтекании турбулентным потоком жидкости твердых тел, при турбулентном течении жидкости по каналам и т. д. область развитого турбулентного движения всегда соседствует с областью вязкого движения (вязким подслоем), вследствие чего имеются не один, а два характерных геометрических размера движения во-первых, размер всего потока в целом Ь и, во-вторых, размер области вязкого движения, т. е. толщина вязкого подслоя. Естественно считать, что в рассматриваемых условиях именно эти характерные размеры будут определять масштаб турбулентных пульсаций сверху масштаб турбулентных пульсаций должен ограничиваться размером потока Ь, а снизу — [c.418]

Нагревание твердого тела при обтекании его потоком жидкости. Если твердое тело погружено в движущуюся жидкость, его температура Т будет [c.452]

Тело, при обтекании которого потоком жидкости создается подъемная сила Ry значительно больщая, чем сила лобового сопротивления, называют крылом. Впервые рациональную форму крыла, у которого Ry/Rx = 50-н70, предложил проф. Н. Е. Жуковский. [c.126]

Используя принципы наложения потенциальных потоков, решение задачи об обтекании тела несжимаемой жидкостью и построение соответствующей кинематической схемы течения можно свести к отысканию такого распределения особых точек (источников, диполей и т. п.), которое при отсутствии тела даст ту же самую картину течения, как и при наличии тела в потоке. [c.40]

В большинстве задач гидродинамики (внешнее обтекание тел, движение жидкостей и газа в трубах и др.) величины давления и скорости в любой точке потока однозначно определяются числом Re. Следовательно, число Ей в этих случаях не является критерием подобия и его значение полностью зависит от других чисел подобия. Например, при движении жидкости в трубах число Ей представляет собой безразмерную величину сопротивления и зависит лишь от числа Re [c.229]

Перенос теплоты, происходящий при обтекании твердого тела потоком жидкости при ее свободном движении, называют теплоотдачей при свободном движении жидкости или теплоотдачей при свободной конвекции. [c.175]

При обтекании тела потоком жидкости или газа перед ним образуется зона торможения. В этой области происходит снижение скорости потока и повышение давления. При обтекании тела потоком газа местное повышение давления, связанное с торможением, имеет конечное значение, существенно превышающее звуковое давление. Возмущения, вызванные в газовой среде по-выщением давления в любой части обтекаемого тела, распространяются со скоростью, большей скорости звука. Если тело движется со скоростью, большей скорости звука, то перед ним возникает устойчивая ударная волна (рис. 2.31). [c.120]

Некоторые особенности теплообмена при обтекании тела потоком жидкости с числом РгчЛ [c.163]

При плавном безотрьшном обтекании тела потоком жидкости продольная составляющая скорости течения на стенке равна нулю, а на ближайшем удалении в глубь потока имеет конечное значение. Отсюда следует, и опыт это подтверждает, что в пристенной области должно иметь место наиболее существенное изменение скорости течения. Соответственно, именно в этой области и должно наиболее отчетливо проявляться действие вязкости. При этом в соответствии с (5.2) при плоском течении на стенке [c.140]

ПОДЪЕМНАЯ СИЛА — сила, перпендикулярная вектору скорости движения центра тяжести тела, возникающая вследствие несимметрии обтекания тела потоком жидкости (газа). В двумерной модели движения крыла в идеальной и несжимаемой жидкости (рис. 1) несимметричное движение жидкости у границ крыла можно представить как сумму поступат. движения со скоростью о и циркуляц. движения интенсивностью Г. В суммарном течении при выбранном направления циркуляции скорость у ниж. границы профиля будет меньше, а давление больше, чем у верхней [c.670]

Особенно широко и всесторонне научная деятельность Михаила Викторовича развернулась в 1922 году, когда он, по предложению академика Абрама Федоровича Иоффе, начал работать в Государственном Рентгеновском институте в Ленинграде, а затем в Ленинградской физико-технической лаборатории. Организация теплотехнического отдела и руководство его работой в этой Лаборатории были поручены Михаилу Викторовичу. В этот период с 1922 по 1929 год, Михаил Викторович лично и со своими учениками публикует широко известные принципиально новые работы по расчету теплопередачи в паровых котлах, по исследованию условий теплоотдачи в наиболее характерных, классических случаях вынужденного и свободного обтекания тела потоком жидкости, по распространению тепла в твердом теле и, наконец, по моделированию тепловых устройств. Определившееся этими работами направление теплотехнических исследований успешно развивалось затем и развивается до сих пор в ряде Лабораторий, в том числе в Лабораториях крупных отрослевых институтах ВДТИ имени Ползунова и ВТИ им. Дзержинского, в Энергетическом институте им. Г. М. Кржижановского АН СССР и в ряде других. К настоящему времени достижения наших ученых здесь весьма значительны — теоретически и экспериментально разработана теплопередача и приложения ее к детальным расчетам паровых котлов и турбин, промышленных печей и других тепловых аппаратов разработаны относящиеся к теплотехническим устройствам разделы технической гидродинамики сильно расширено учение о теплопроводности в твердом теле разработана методика моделирования тепловых устройств и ряд других разделов. Существенно, что как по оригинальности выполнения, так и по результатам эти исследования Михаила Викторовича и его учеников опережают и по научному уровню превосходят работы заграничных авторов. [c.249]

Теплообмен тел различной конфигурации, омываемых поперечным потоком воздуха. Различными исследователями проделано большое число опытов по определению коэффициента теплообмена тел различной формы, омываемых поперечным потоком воздуха, В радиоэлектронных аппаратах, охлаждаемых вынужденным потоком воздуха, протекающим через аппарат, поперечному обтеканию могут подвергаться радиодетали самой различной конфигурации. Целесообразно ввести для таких тел характерный размер, определяемый по какому-нибудь общему принципу. В качестве характерного размера плоской плиты обычно используют ее длину I в направлении омывающего потока, а для шара и цилиндра — их диаметр й. Для этих тел, так же как и для тел иной формы, О. Кришер предложил в качестве характерного размера выбирать длину / обтекания тела потоком жидкости [42]. Длина обтекания для цилиндра и шара / = 0,5 пс1, а для пластины I = /, метод определения длины обтекания / ясен также из рис. П1-11, Если в ка- [c.200]

Приведенные рассуждения показывают, что при работе на газонасыщенных жидкостях (например, на водопроводной воде) давление в кавернах, присоединенных к телам, обтекаемым потоком жидкости, в зависимости от интенсивности уноса может меняться в весьма широких пределах от значений, близких к давлению, при котором осуществлялось насыщение жидкости газом, до значений, меньших давления насьпценных паров, а при работе на дегазированных жидкостях оно всегда несколько меньшее давления насыщенных паров. Повышенного уровня давления в кавитационных кавернах можно, таким образом, ожидать на криогенных и газонасыщенных жидкостях при малых интенсивностях уноса. Последнее, в частности, имеет место при втулочной кавитации, а также на начальных стадиях кавитационного обтекания тел потоком жидкости . [c.68]

Отрыв пограничного слоя вносит качественное изменение в обтекание тела потоком жидкости, которое не ограничивается лишь появлением лобового сопротивления, а сопровождается образованием вихрей, срывающихся с цилиндра и уносящи.хся потоком жидкости. Они рассеиваются далеко позади цилиндра. Явление вихреобразования происходит так по любой нормали к поверхности цилиндра скорость жидкости постепенно возрастает от нулевой, которую имеет слой, непосредственно прилегающий к стенке, до скорости потока за пределами пограничного слоя, толщина которого мала. На рис. 3.2, а показано распределение скоростей при ламинарном течении в пограничном слое, а на рис. 3.2,6—при турбулентном течении, которое характеризуется более быстрым нарастанием скоростей у пластинки. [c.47]

При больших числах Рейнольдса толщина П. с. очень мала по сравнению с характерными размерами тела. Поэтому почти во всей области течения, за исключением тонкого П. с., влияние сил вязкости несущественно по сравнению с инерционными силами, и жидкость в этой области можно рассматривать как идеальную. Одновременно вследствие малой толщины П. с. давление в нём в поперечном направлении можно практически считать постоянным. В результате весьма эффективным оказывается такой метод изучения обтекания тел потоком жидкости (газа), когда всё поле течения разбивается на две части — область течения идеальной жидкости и тонкий П. с. у поверхности тела. Течение в первой области изучается с помощью ур-ний движения идеальной жидкости, что позволяет определить распределение давления вдоль поверхности тела тем самым определяется и давление в П. с. Течение внутри П. с. рассчитывается после этого с учётом вязкости, теплопроводности и диффузии, что позволяет определить поверхностное трение и коэфф. тепло- и массооб-мена. Однако такой подход оказывается неприменимым в явном виде в случае отрыва потока от поверхности тела. Он неприменим и при малых Ке, когда влияние вязкости распространяется на довольно большую часть возмущённой области течения. [c.556]

На первый взгляд отсюда можно было бы сделать следующий вывод. Рассмотрим стационарное обтекание какого-либо тела потоком жидкости. На бесконечности натекающий поток однороден его скорость v = onst, так что rotv = О на всех линиях тока. Отсюда можно было бы заключить, что rotv будет равен нулю и вдоль всей длины всех линий тока, т. е. во всем пространстве. [c.32]

При числах Рейнольдса, значительно превышающих критическое значение, при обтекании твердого тела потоком жидкости позади тела образуется длинная область турбулентного движения. Эту область называют турбулентным следом. На больших (по сравнению с размерами тела) расстояниях простые соображения позволяют определить форму следа и закон убывания скорости жидкости в нем (L, Prandtl, 1926). [c.216]

Чтобы выяснить особегпюсти обтекания тела вязкой жидкостью, вернемся к уже рассмотренному случаю обтекания цилиндра невязкой жидкостью и посмотрим, какие изменения в эту картину должны внести силы вязкости. В набегающем потоке (рис. 326) картина будет такой же, как и при обтекании цилиндра невязкой жидкостью, т. е. аналогичная изображенной па рис, 324. Однако при дальнейшем течении жидкости от точки А к точкам А и А", вследствие действия сил вязкости в пограничном слое, частицы жидкости, идущие из области АА и АА", теряют скорость и приходят в области jB и С с меньшими скоростями, чем в случае отсутствия сил вязкости. Потеря скорости на участках АА и А А" приводит к тому, что поток, обтекающий цилиндр, не может проникнуть в области D D и D"D. В результате вблизй точек D и D" происходит отрыв потока от поверхности цилиндра. В этом и заключается существенное изменение картины обтекания цилиндра, вносимое силами вязкости. В отличие от невязкой жидкости, полное обтекание цилиндра вязкой жидкостью оказывается невозможным. Позади цилиндра образуется область, в которую потоки, обтекающие цилиндр, не проникают и в которой движение жидкостей носит совсем особый характер —возникают вихревые [c.547]

Нарастание пограничного слоя на обтекаемой поверхности всегда оказывает влияние на внешний поток. При отсутствии окачков уплотнения это влияние сводится к следующему. Утолщение пограничного слоя в направлении течения связано с увеличением толщины вытеснения б, что приводит к отклонению линий тока внешнего потока. Поэтому течение во внешнем потоке будет таким же, как при обтекании фиктивного контура, смещенного по отношению к действительному на толщину вытеснения. Следовательно, при расчете течения нужно применять метод по(следовательных приближений сначала рассчитывается обтекание тела потоком идеальной жидкости, затем по найденному распределению давления вдоль поверхности тела находятся параметры пограничного слоя (в том числе толщина вытеснения), далее рассчитывается обтекание фиктивного тела, контур которого смещен на величину б и т. д. Однако обычно толщина вытеснения мала по сравнению с размерами тела и ноэтому можно ограничиться первым приближением. [c.338]

При несимметричном обтекании твердого тела потоком жидкости направление силы, действующей со стороны жидкости на тело, не совпадает с направлением скорости невозмущенного потока (скорости на бесконечно больщом расстоянии от тела). В этом случае силу R (рис. 8.5, а) можно разложить на составляющие = 7 os а — подъемную силу, направленную нормально к вектору Voo Rx = R sin a —силу лобового сопротивления, совпадающую с направлением вектора п ,. [c.126]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...