Распределение скорости по поверхности цилиндра

Полученная формула дает распределение скорости по поверхности цилиндра. В точке А угол 0 =тг, следовательно, у = 0 в точке В угол 0=0, следовательно, у=0. Таким образом, точки Л и В действительно являются критическими точками. [c.76]

Формула (3.62) описывает распределение скоростей по поверхности цилиндра. В точках Л и В при 0 = я и 0=0 скорость равна нулю. Точка А называется передней критической точкой. В этой точке поток раздваивается. Точка В, в которой потоки вновь соединяются, называется задней критической точкой. [c.55]

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ СКОРОСТИ ПО ПОВЕРХНОСТИ ЦИЛИНДРА [c.80]

Таким образом, при обтекании круглого цилиндра равномерным в бесконечности безвихревым потоком равнодействующая сил давления по поверхности цилиндра равна нулю. Этот результат известен в гидромеханике как парадокс Даламбера , но он представляется парадоксальным лишь при сопоставлении с экспериментальными фактами, которые всегда обнаруживают наличие силы, воздействующей со стороны потока на любое обтекаемое тело. Однако с точки зрения теории идеальной жидкости этот результат является вполне логичным следствием той идеализации, которую мы допустили, исключив из рассмотрения силы вязкости, являющиеся причиной резко отличного от теоретического распределения скоростей вблизи поверхности цилиндра и связанного с ним распределения давлений. Кроме того, силы вязкости проявляются непосредственно в виде касательных напряжений на поверхности обтекаемого тела. [c.226]

Зависимость р (0) можно представить в виде полярной диаграммы (рис. 119), при построении которой значения р откладываются от поверхности окружности по радиусу, внутрь нее, если р О о, и наружу, если р < 0. Другим способом представления этой зависимости является координатная диаграмма (рис. 120). На обеих диаграммах кроме теоретической зависимости р (0) нанесены кривые распределения давления по поверхности цилиндра, полученные в опытах при разных условиях обтекания цилиндра потоком реальной жидкости. Можно видеть, что в лобовой части обтекаемого тела теоретическая и опытная кривые удовлетворительно согласуются, однако в тыльной части они резко расходятся. Это связано с различием полей скорости за тыльной [c.241]

Рис. 123 Распределение давлений по поверхности цилиндра при разных значениях цир-< куляции скорости

Исследовать поле скоростей вблизи цилиндра, определить распределение давлений по поверхности цилиндра и найти силовое воздействие потока на цилиндр. [c.107]

Определим звуковое поле, создаваемое бесконечно узкой полосой угловой ширины /а, расположенной по образующей цилиндра при азимуте ср = а и колеблющейся с амплитудой скорости /о( )- Распределение скоростей по поверхности запишем в виде [c.290]

Распределение скорости по поверхности эллиптического цилиндра [c.149]

Следует заметить, что с помощью предложенной расчетной схемы можно исследовать такие важные вопросы, как влияние типа распределения колебательной скорости по поверхности цилиндра на диаграмму направленности параболоида, степень затемнения цилиндром поверхности параболоида и др. [c.89]

Таким образом, сделав некоторые предположения о распределении колебательной скорости по поверхности цилиндра, приходим к следующей системе интегральных уравнений [c.100]

Излучение звука цилиндром. Вычислим звуковое поле, излучаемое цилиндром радиуса а с произвольным распределением колебательной скорости по поверхности цилиндра у = и (ф). Звуковое поле можно представить в форме ряда с неизвестными коэффициентами Л и [c.122]

Излучение звука точечным источником, расположенным на жесткой цилиндрической поверхности. Рассмотрим излучение звука источником малых волновых размеров, расположенным на поверхности абсолютно жесткого цилиндра в точке с координатами фо, z . В этом случае распределение колебательной скорости по поверхности цилиндра можно записать в форме произведения дельта-функций [c.160]

Имея выражение (21.20) (т. е. фактически функцию Грина), можно определить и поле источника с произвольным распределением (колебательной скорости по поверхности цилиндра v = Q (фо, Zq). Интегрируя (21.20) по поверхности цилиндра, получаем [c.161]

Распределение давления по поверхности цилиндра можно найти, воспользовавшись уравнением Бернулли (5.9) и подставив в него выражение для скорости (5.10). Проинтегрировав полученное распределение [c.84]

Поскольку сопротивление давления определяется только распределением давления по поверхности тела, естественно попытаться в рамках теории идеальной жидкости построить такую схему течения, которая давала бы теоретическое распределение, близкое к действительному. Схема безотрывного обтекания круглого цилиндра потенциальным потоком, рассмотренная в гл. 7, дает удовлетворительный результат только для лобовой части поверхности цилиндра, а на тыльной ее стороне теоретическое и опытное распределения давлений резко расходятся, причем теория приводит к парадоксу Даламбера. Схема отрывного обтекания (Кирхгофа), как отмечено выше, дает более точный результат по распределению скорости, однако расчетное сопротивление при этом почти в 2 раза меньше действительного. Хорошая согласованность теоретических и экспериментальных результатов получается при использовании схемы так называемой вихревой дорожки Кармана, согласно которой за обтекаемым телом образуется полоса, заполненная дискретными вихрями, расположенными в шахматном порядке (рис. 10.3). При определенном соотношении расстояний между вихрями эта дорожка является устойчивой и с помощью уравнения импульсов можно найти теоретическое значение вихревого сопротивления. [c.393]

Комплексный потенциал при обтекании кругового цилиндра единичного радиуса несжимаемым циркуляционно-поступательным потоком в плоскости а = X + у (рис. 6.2) имеет вид W = Кос (о + 1/а) -г + ([ Г/(2л)11п а. Найдите распределение скоростей (давлений) по поверхности цилиндра, определите подъемную силу V и лобовое сопротивление Xа также положение критических точек (точек полного торможения) на цилиндре при скорости Уоо = 50 м/с, циркуляции Г == 1,225 кг/м . [c.162]

При этом распределение скоростей и давлений по поверхности цилиндра оказывается симметричным по отношению к его вертикальной оси, перпендикулярной к общему направлению движения потока, давления в точках А и Ai получаются равными между собой, и, такими образом, наличие тела в потоке идеальной жидкости не ведет к появлению сопротивлений при движении. [c.179]

При продольном обтекании одиночного цилиндра кривизна поверхности сказывается на формировании гидродинамического и теплового пристенных слоев жидкости незначительно [125]. В этом случае поверхность цилиндра может рассматриваться как пластина, омываемая вынужденным потоком жидкости. При наличии поверхностей, ограждающих цилиндр, последние влияют на распределение скоростей и температур в потоке жидкости. В зависимости от геометрии ограждающей поверхности ее влияние различно. В системе из цилиндров, омываемых в продольном направлении, скорость жидкости в узких просветах между ними снижается, а в щироких просветах увеличивается. В общем случае характер распределения температуры на поверхности цилиндра по периметру может зависеть от таких факторов, как относительный щаг и взаимное расположение цилиндров в пучке (квадрат, треугольник), турбулентность потока (число Не), относительная длина, физические свойства теплоносителя (число Рг, Я ) и [c.193]

V f ческие колебания в данном случае увеличивают теплоотдачу к ци- линдру на 30%. Чем больше уровень звукового давления или, что то же самое, относительная амплитуда колебания скорости, / тем больше его влияние на теплоотдачу. Причем максимальное влияние наблюдается в двух областях при малых числах Рейнольдса (Re = 1000) и сравнительно больших числах (Re = = 10 ООО). Между этими двумя областями суш,ествует зона минимального влияния акустических колебаний на теплообмен минимум теплоотдачи соответствует Re = 6000 при / = 1500 Гц и Re = 4500 при / = 1100 Гц. Распределение локального коэффициента теплоотдачи по поверхности цилиндра представлено на рис. 35. Результаты опытов по средней максимальной теплоотдаче обобщаются зависимостью [c.122]

Эксперименты проводились в сверхзвуковой аэродинамической трубе при числе Маха набегающего потока Мх = 3.11. Дренированный вдоль образующих цилиндр с диаметром с = 24 мм крепился перпендикулярно плоской заостренной пластине. Расстояние от передней кромки пластины до оси цилиндра / = 140 мм. Пластина дренирована по оси симметрии по-тока. Число Рейнольдса Ке/ = их /VI = 1.87 10, где дх и г/х — скорость и кинематическая вязкость набегающего потока. Измерялись давления при помощи насадка Пито с внутренним и внешним диаметрами соответственно равными 0.15 и 0.9 мм. Насадок перемещался в плоскости симметрии потока на расстоянии 1.6 мм от поверхности пластины и на расстоянии 1.1 мм вдоль передней образующей цилиндра. Течение на поверхности пластины и цилиндра изучалось при помощи визуализирующего состава, обтекание модели фотографировалось через прибор Теплера. Типичные картины распределения визуализирующего состава и кривые распределения давления по поверхности пластины, а также фотографии обтекания модели приведены в работе [1]. [c.493]

В конструктивном отношении недостатком воздушного охлаждения является увеличение расстояний между осями цилиндров и невозможность создания моноблочной конструкции цилиндров. В эксплуатационном отношении недостатком воздушного охлаждения являются большие зазоры поршней в цилиндре и деформации цилиндров. При водяном охлаждении эти деформации значительно меньше, так как поверхность цилиндров равномерно омывается потоком охлаждающей воды. При воздушном же охлаждении распределение скоростей воздушного потока по поверхности цилиндров крайне неравномерно и, в частности, сторона цилиндров, противолежащая подводу воздуха, охлаждается обычно хуже. Необходимо поэтому с особой тщательностью правильно распределять в отношении скорости и количества охлаждающий воздушный поток по поверхности цилиндров. [c.390]

Оставляя в стороне закритические режимы, рассмотрим распределение местны.х коэффициентов теплоотдачи по поверхности цилиндра при обтекании его воздухом. На рис. 5-6 это распределение дано для нескольких значений чнс.ча Re. Как видим, между точка.ми разветвления потока и отрыва пограничного слоя качественно повторяется закономерность, разъясненная ул<е для случая течения внутри трубы. Коэффициент а имеет максимальное значение там, где пограничный слой наиболее тонок, вблизи же миделева сечения он минимален. Темп уменьшения а сперва отиосительно невелик в связи с тем, что скорость вне пограничного слоя на начальном его участке быстро возрастает в отличие от поведения скорости в ядре потока, текущего внутри трубы. В кормовой области а от минимума растет до нового максимума в задней точке. К этому месту наиболее интенсивно подтекают вихревые образования, заполняющие кормовую область. Сопоставляя тепловую нагрузку лобовой и кормовой частей цилиндра, можно видеть, что вторая работает слабее первой. Однако при увеличении числа Re относительная роль кормовой части возрастает. При Re я 3. 10 обе половины цилиндра принимают равное участие в теплоотдаче. [c.128]

Используя прием, примененный выше при исследовании короткого сплошного цилиндра, можно рассмотреть и более сложную задачу излучения звука коротким отрезком трубы. Излучатели такой конфигурации обладают рядом интересных свойств и уже рассматривались в литературе f5l, 62, 200, 205]. Например, в работе [205] отрезок трубы аппроксимирован тором и решение задачи о его излучении звука строилось на основе использования известного представления волновых функций в тороидальной системе координат. Однако указанная аппроксимация позволяет получить удовлетворительные данные о создаваемом звуковом поле только для случаев, когда диаметр трубы намного больше ее высоты, а толщина стенки равна высоте. В работе [62] изучалось поле, создаваемое полым сферическим экваториальным поясом. Задача излучения решалась вариационным методом в сферической системе координат для случая осесимметричного распределения колебательной скорости по поверхности пояса. Поскольку геометрия такого пояса близка к геометрии короткого отрезка трубы, полученные в работе [62] результаты позволяют более точно определить звуковое поле последнего. Однако данные работ [62 и 205] можно использовать применительно к частному случаю осесимметричного распределения колебательной скорости по поверхности трубы, а кро.ме того, в них не учитывались механические свойства трубы. Ниже на основе модели сферического экваториального пояса выполнено приближенное решение задачи об излучении короткого отрезка трубы с учетом его механических свойств и без ограничений, связанных с характером распределения колебательной скорости по его поверхности. [c.136]

Рис. 4.13. Распределение скорости и коэффициента давления по поверхности цилиндра

В данный момент времени распределение скоростей точек катящегося цилиндра такое же, как если бы ои вращался с угловой скоростью (о вокруг отрезка прямой ВС (рис. 1.35), по которой происходит в данный момент его касание с горизонтальной поверхностью. Прямую ВС называют мгновенной осью вращения Поэтому геометрическое место точек цилиндра, имеющих в данный момент тот же, что и точка А, модуль скорости, есть часть поверхно-с ти цилиндра, радиус которого АВ, а ось совпадает с ВС. [c.44]

Заключение. Проведено сопоставление расчетных и экспериментальных данных по распределению коэффициента давления по поверхности цилиндра, положению точки отрыва на обтекаемой поверхности и величине коэффициента сопротивления давления цилиндра при сверхзвуковых скоростях набегающего потока (1 < М. < 2.5). [c.144]

В первой фазе переходного процесса (она продолжается до Г - 45) проявляются элементы асимметрии течения в результате потери устойчивости и перестройки вихревой структуры в ближнем следе за цилиндром. Особенно четко потеря симметрии течения в следе отражается на эволюции картин изолиний поперечной составляющей скорости. Трансформация в следе происходит постепенно, о чем свидетельствует монотонный характер зависимостей и Ртт )- В то время как и (г) следует линейному закону, Рп,,п(0 изменяется весьма незначительно. Такое поведение локальных характеристик потока обуславливается тем обстоятельством, что на рассматриваемом временном отрезке все изменения происходят только на небольшом расстоянии за цилиндром. Интересно то, что в конце периода вихревая структура в дальнем следе топологически уже аналогична структурам автоколебательного режима. К этому моменту также значительно сокращается длина отрывной зоны в ближнем следе за цилиндром. Следует подчеркнуть, что движение жидкости перед цилиндром все еще симметричное. Как следствие, коэффициент подъемной силы цилиндра очень мал, т.е. распределения давления и трения по поверхности цилиндра мало отличаются от симметричных. [c.50]

Из формулы (25) следует, что Vi не зависит от угла а, т, е. износ равномерно распределен по поверхности вращающегося цилиндра. Используем полученную зависимость для определения скорости изнашивания сопряжения [c.288]

I.e. отношение радиуса внешней границы слоя жидкости, вытесняеирй цилиндром, к радиусу цилиндра в любом его радиальном сечении есть вели- чина постоянная. Это свидегельствует р том, что внешняя граница слоя жидкости, вытесняемой цилиндром, и контур цилиндра являются концент-ричесшши аоверхностями. Из формулы (9) о учетом равенства (14) и отношения (16) находим окончательную формулу для распределения скорости по поверхности цилиндра [c.55]

Р1мея распределение скоростей по поверхности цилиндра (52) и используя уравнение Бернулли, которое в рассматриваемом сейчас случае, согласно формуле (26) гл. III, сведется к [c.210]

При обтекании круглого цилиндра потенциальным потоком благодаря симметричному распределению давлений по поверхности цилиндра результирующая этих сил равна нулю (парадокс Даламбера). Следовательно, для этого случая = 0. Можно доказать, что во всех случаях безотрывного обтекания цилиндрических тел потенциальным потоком сопротивление давления равно нулю. Однако при отрывном обтекании, когда за телом образуется мертвая зона или суперкавитационная каверна (см. п. 10.2), теория потенциальных течений дает не равное нулю значение силы сопротивления давления. Так, в п. 7.12 было доказано, что при струйном обтекании пластины, поставленной нормально к потоку (см. рис. 7.30), коэффициент лобового сопротивления, являющегося в данном случае сопротивлением давления, равен 0,88. Это подтверждается опытом только в тех случаях, когда за обтекаемым телом действительнсГобразуется зона, заполненная парами или газом, в которой давление приблизительно постоянно, как это предусмотрено теорией. Но в большинстве случаев за обтекаемым телом образуется так называемый гидродинамический след, представляющий собой область, заполненную крупными вихрями, которые, взаимодействуя и диффундируя, постепенно сливаются и теряют индивидуальность. На достаточном расстоянии от тела (дальний след) образуется непрерывное распределение дефекта скоростей в потоке, близкое к распределению скоростей в струнном пограничном слое. Наличие вихрей в гидродинамическом следе приводит к понижению давления на тыльной части поверхности тела и соответствующему увеличению сопротивления давления, которое часто называют также вихревым сопротивлением. [c.391]

Во избежание недоразумений следует подчеркнуть, что уравнение осесимметричного движения (47), составленное в координатах и 21 совпадает с уравнением плоского движения в тех же координатах точно так же и сами движения прострапствешюе осесимметричное течение вдоль тела вращения и плоское обтекание меридионального сечения этого тела отличаются друг от друга и не могут даже приближенно сопоставляться. Так, напомним, что распределение скоростей по поверхности сферы оказалось совершенно отличным от соответствующего распределения в плоском обтекании круглого цилиндра максимальная скорость в первом случае [c.414]

Безразмерная величина Ср носит наименование коэффициента давления. Как легко заключить из (54), величина Ср представляет функцию только угла е и не зависит ни от плотности жидкости, ни от давления и скорости набегающего потока, ни ст радиуса цилиндра. Это делает ее единой характеристикой распределения давлений по поверхности цилиндра для всех случаев обтекания рассма1риваемого бесциркуляционного типа. [c.210]

Особенности дальнего и ближнего поля будем изучать на основе численного решения системы (2.15). Порядок усечения этой системы выбирался исходя из анализа сходимости рядов, проведенного в параграфе 2 настоящей главы. Для приведенных ниже данных количество неизвестных S составляло 12, а количество неизвестных определялось из условия 12. Во всех расчетах принималось равномерное распределение колебательной скорости по поверхности цилиндра, т. е. / (ф) = onst. [c.53]

На рис. 83 приведено распределение скоростей по оси г = о в стержне конечной длины I = 5Ro после отражения продольной волны от свободного торца цилиндра для различных моментов времени. Величина скорости после отражения на свободном конце быстро возрастает и приближается к величине, предсказываемой элементарной стержневой теорией. Качественно такая же картина наблюдается и при других значениях г, но амплитуда осцилляций за счет боковых волн убывает при удалении от оси. Напряжение на контактной поверхности в точке г = 2 = 0 уменьшается от значения раКо до значения рДоКо, получающегося по стержневой теории, и затем колеблется около этого значения с периодом колебаний, близким в рассматриваемом примере к АЯо/а. [c.656]

Из анализа опытных данных по распределению а по поверхности кормовой части цилиндра видно, что в окрестностях задней критической точки коэффициент теплоотдачи сохраняет примерно постоянное значение, что соответствует формуле (6.22). Однако по мере удаления от критической точки коэффициент теплоотдачи при малых значениях критерия Reo непрерывно падает, и с увеличением критерия Reo на некотором расстоянии от критической точки начинается рост коэффициента теплоотдачи. Падение коэффициента теплоотдачи можно объяснить тем, что с удалением от критическдй точки изменение скорости на внешней границе пограничного слоя уже не подчиняется формуле (6.19). По-видимому, в этой области более правильным будет предположение о постоянном значении скорости. [c.175]

Для сравнс1шя при сверхзвуковых скоростях использованы экспериментальные данные по круговому цилиндру, приведенные в [19, 20]. Испытания [19] в сверхзвуковой аэродинамической трубе с рабочей частью 30.5 X 91.5 см Научно-исследовательского центра имени Эймса показали, что при сверхзвуковых скоростях изменение числа Рейнольдса оказывает пренебрежимо малое влияние на распределение по поверхности цилиндра и величину коэффициента сопротивления. Также установлено, что при удлинении X, > 6 изменение его величины не влияет на коэффициент сопротивления цилиндра. [c.142]

Найдите распределение скоростей (давлений) по поверхности цилиндра, определите подъемную силу У и лобовое сопротивление X, а также положение критических точек (точек полного торможения) на цилиндре при скорости 1/оо = 50 м1сек, циркуляции Г = 314 мУсек и плотности воздушного потока роо=0,125 кГ-сек 1м . [c.389]

Величину т бу.дем считать всегда положительной, поэтому в зависимости от знака diildn в формуле (1-7) сле.дует ставить знак плюс, когда dujdn положительно, и. минус — когда оно отрицательно, что будет зависеть от закона изменения скоростей и выбора направления отсчета dn. Направление силы трения будет зависеть от того, к чему считать ее приложенной. Например, при распределении скоростей, показанном на рис. 1-1, жидкость, окружающая заштрихованный цилиндр, действует на его боковую поверхность с силой трения, направленной в сторону, обратную движению. При рассмотрении же действия жидкости в цилиндре па поверхность окружающей его жидкости сила трения останется равной по величине, но уже будет направлена в сторону движения. [c.19]

Рассмотрим практический случай, когда цилиндр 1 (рис. 1.35, в) перемещается со скоростью V относительно неподвижного поршня 2, причем первоначально допускаем, что оси поршня и цилиндра совпадают (см. рис. 1.35, а). При движении цилиндра часть жидкости, заключенной в его полости, будет выдавливаться через кольцевую щель (зазор) шириной s, образованную внешней поверхноетью поршня 2 и внутренней поверхностью цилиндра 1. Допускаем, что поток жидкости в щели имеет ламинарный характер, при котором распределение скоростей жидкости по сечению будет параболическим. Кроме того, ввиду ничтожно малого значения 2sld пренебрегаем кривизной поверхностей, образующих щель. [c.84]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...