Определение параметров пограничного слоя

Уравнения (8.108) и (8.109) можно решить относительно координаты точки отрыва, если известно U (х) и в результате расчета пограничного слоя найдены б (х) или б (х). При этом, однако, интервал значений л , на котором определяются эти функции, должен включать и значение х тр, определяющее точку отрыва. Но вблизи нее линии тока сильно отклоняются от поверхности тела, а пограничный слой настолько утолщается, что уже нельзя не учитывать его обратное влияние на внешний поток. Распределение давления по поверхности тела вблизи точки отрыва и за ней резко отличается от теоретического, и последнее становится непригодным для использования в расчете пограничного слоя. Поэтому при расчетах обтекания тел с отрывами применяют экспериментальные кривые распределения давления по поверхности тела, по ним устанавливают вид функции U (х) и используют ее для определения параметров пограничного слоя. [c.353]

При разработке расчетной схемы определения параметров пограничного слоя полагают [19], что обтекаемая поверхность является равномерно проницаемой, размеры отверстий вдува малы, а их число достаточно велико. Качественную картину развития турбулентного слоя вдоль проницаемой поверхности при постоянной по длине интенсивности вдува (рК)вд можно [c.463]

Задачу о турбулентном следе можно решить с помощью уравнений пограничного слоя. При определении параметров пограничного слоя предполагается, что толщина пограничного слоя мала по сравнению с длиной тела, а поперечный градиент скорости велик. Эти предположения справедливы для течения в следе, так как поперечные размеры следа малы по сравнению с размерами основного потока и поперечный градиент скорости в следе достаточно велик. Поэтому метод решения задач пограничного слоя можно применить к расчету течения в следе. Теоретически [c.103]

Наряду со стабилизированным течением изучалось течение вязкого сжимаемого газа в каналах при наличии изэнтропического ядра. Расчет потерь полного давления в таких каналах (так же как и в случае изотермического течения несжимаемой жидкости) сводится к определению параметров пограничного слоя в их крайних сечениях. Так, при дозвуковых скоростях, отсутствии теплообмена между стенками канала и газом и равенстве турбулентного и молекулярного чисел Прандтля единице коэффициент потерь в канале с равномерным распределением скорости на входе выражается формулой (А. С. Гиневский, 1956) [c.808]

Рис. 1.3. Определение параметров пограничного слоя

В свете этих неопределенностей вполне объяснимо, что величины чисел Струхаля вихревых дорожек за решетками профилей изменяются от 0,1 до 0,4. Из-за трудностей определения параметров пограничного слоя во многих работах в качестве характерной длины в выражении числа Струхаля используется тол-ш,ина выходной кромки профиля [8.14—8.18]. [c.228]

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ТРЕНИЯ 7.1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ПОГРАНИЧНОГО СЛОЯ [c.330]

Цель работы — определение параметров пограничного слоя (распределение скорости, толщина пограничного слоя, условные толщины вытеснения и потери импульса), а также напряжения трения. [c.330]

Если теперь подставить полученные выражения в интегральное соотношение количества движения (59), то получим обыкновенное нелинейное дифференциальное уравнение первого порядка для определения толщины пограничного слоя Ь х) или параметра Л(а ), однозначно связанного с б. После того как распределение толщины пограничного слоя и параметра Л вдоль обтекаемого контура найдено, можно вычислить напряжение трения по формуле (61) и профиль скорости по формуле (60) в произвольном сечении пограничного слоя. [c.303]

Определение коэффициента вторичных потерь после расчета пограничного слоя на торцовой стенке может производиться двояко во-первых, исходя из вычисленных параметров пограничного слоя, стекающего с торцовой стенки по прямой ВС и кривой ОС (см. рис. 153), и, во-вторых, путем применения уравнения неразрывности и импульсов с использованием вычисленного распределения сил трения на торцовой стенке. Первый способ был применен выше, при расчете коэффициентов потерь трения на профиле в плоском потоке. [c.466]

В этом случае эффективность газовой завесы при многощелевом вдуве рассчитывается по формулам для одиночной щели. Отличие состоит только в определении начальных параметров пограничного слоя, которые рассчитываются в сечении л-й щели, с учетом вдува охладителя через все предшествующие щели по равенствам (9-4-4) и (9-4-10). [c.274]

Другой метод определения донного давления представлен в работе [32]. По этому методу можно изучить влияние на донное давление параметров пограничного слоя на боковой поверхности тела непосредственно перед кормой. В отличие от других работ в ней под числом Маха Me подразумевалось не его значение на поверхности тела, полученное из уравнений идеального газа, а значение на внешней границе пограничного слоя, которое может значительно отличаться от его значения на стенке (особенно это заметно при малых затуплениях тела г /Кт < 0,3). [c.137]

Здесь — максимальное значение /Ч ) > г , согласно определению толщины пограничного слоя, находится из условия /4 6) = 0,01/ . Из (32.7) видно, что толщина пограничного слоя и скорость растут с высотой по законам б и . Параметры решения и т 5 для некото- [c.219]

Как отмечалось выше, исследования теплопередачи в аэродинамических трубах проводятся при заданной вдоль поверхности тела температуре. Измеренные значения теплопередачи представляются в виде тех или иных локальных коэффициентов (Стантона, Нуссельта). Эти коэффициенты используются для определения теплопередачи или температуры тела при условиях, отличных от имевших место в эксперименте. Однако, как показано в [17], эта процедура может приводить к значительным ошибкам при наличии значительных градиентов параметров пограничного слоя вдоль поверхности тела. В рассматриваемых в настоящей работе течениях имеет место именно такая ситуация. Если использовать, например, число Стантона (2.1), полученное при М = 6, T , = 4.34, и вычислить с его помощью температуру поверхности для случая с излучением (кривая 4 на фиг. 2, а), то отличие от истинной температуры (кривая 3 на фиг. 2, а) получается существенным. Именно поэтому здесь приводятся результаты для случаев заданной температуры поверхности и равновесно излучающей поверхности. [c.139]

Численно эта система уравнений решается методом Рунге— Кутта. Все другие параметры пограничного слоя определяются через зависимые переменные, определенные как функции х. [c.86]

Сравнительный анализ описанных расчетных методик позволяет сделать вывод о том, что численные расчеты течения в решетках методом установления могут обеспечить очень высокую точность определения характеристик трансзвуковых компрессоров в широком диапазоне режимов течения. Эти результаты подкрепляются использованием метода установления для расчета полностью трехмерного потока и в дальнейшем могут быть усовершенствованы с учетом вычисления параметров пограничного слоя, что дает возможность получить отличное совпадение теории с экспериментом. [c.312]

Переход на парожидкостный режим при докритических параметрах охладителя сопровождается повышением гидравлического сопротивления пористого материала вследствие увеличения объема паров охладителя. При этом пористая стенка начинает работать на устойчивом режиме парожидкостного охлаждения, но при увеличенном давлении охладителя. Температура же горячей стенки скачкообразно возрастает и в определенном диапазоне расходов охладителя остается постоянной (см. рис. 6.3). Постоянство температуры горячей стенки в некотором интервале расходов охладителя можно объяснить тем, что при истечении из пористой стенки парожидкостной смеси не вся жидкость участвует в ее охлаждении, часть жидкости в виде мельчайших капель по инерции проходит сквозь пограничный слой и уносится потоком горячего газа. По мере уменьшения расхода охладителя количество жидкости в парожидкостной смеси уменьшается, а граница раздела жидкость—пар перемещается внутрь стенки. Температура поверхности, соприкасающейся с горячим газом, остается постоянной, а температура стенки со стороны подачи охладителя возрастает и достигает температуры кипения. Этот момент характеризуется вторичным повышением гидравлического сопротивления пористого материала. Над пористой стенкой со стороны подачи охладителя образуется паровой слой. Система начинает работать на паровой режим охлаждения. При этом температура горячей поверхности стенки резко возрастает, что может привести к ее прогару. По мере повышения в газовом потоке давления область удельных расходов охладителя, где температура горячей стенки постоянна, сокращается и>за уменьшения скрытой теплоты парообразования (см. рис. 6.4). [c.154]

Перейдем теперь к теплопередаче в турбулентном пограничном слое. При этом удобно, как и в 42, рассмотреть бесконечный плоскопараллельный турбулентный поток, текущий вдоль бесконечной плоской поверхности. Поперечный градиент температуры dT/dy в таком потоке может быть определен из таких же соображений размерности, какие были использованы для нахождения градиента скорости du/dy. Обозначим посредством q плотность потока тепла вдоль оси у, вызванного наличием градиента температуры. Этот поток является такой же постоянной (не зависящей от у) величиной, какой является поток импульса о, и наряду с ним может рассматриваться как заданный параметр, определяющий свойства потока. Кроме того, мы имеем теперь в качестве параметров плотность р и теплоемкость Ср единицы массы жидкости. Вместо а введем в качестве параметра величину и q п Ср обладают размерностями соответственно эрг/с-см = г/с и эрг/г-град = см /с -град. Что касается [c.297]

Для определения распределения параметра g вдоль обтекаемой поверхности, кроме параметров внешнего потока, необходимо знать характерный размер пограничного слоя (например толщину вытеснения). Расчет пограничного слоя при наличии градиента давления во внешнем потоке является довольно сложной задачей, так как в этом случае профили скорости (п температуры) будут зависеть от градиента давления и изменяться от сечения к сечению. [c.338]

Параметры б и б имеют вполне определенный физический смысл, они могут рассматриваться как некоторые линейные динамические (изменяющиеся по длине) масштабы пограничного слоя. Поэтому локальными числами Рейнольдса, характеризующими развитие динамического пограничного слоя, являются безразмерные параметры [c.29]

Однако в некоторых случаях для определения чисел Ке 11 Кет не требуется проводить измерений локальных параметров потока в пограничном слое. Запишем интегральное соотношение энергии (1.59) в более компактной форме [c.32]

Переход ламинарного режима в турбулентный кратко описан в п. 6.6 для течения в круглых трубах. Он наблюдается и при течениях в каналах разной формы, конфузорах, диффузорах, в пограничном слое при обтекании тел, в свободных струях. Хотя переходные явления для каждого класса потоков имеют некоторую специфику, но в основе любого из них лежит потеря устойчивости ламинарного течения, которая наступает при достижении определенных значений гидродинамических параметров. [c.359]

Области пограничного слоя и внешнего потока, хотя н рассматриваются в расчете отдельно, не являются изолированными и границу между ними можно провести лишь с определенной степенью условности. В некоторых задачах необходимо учитывать обратное влияние пограничного слоя на внешний поток, граничные параметры которого входят в расчетные соотношения пограничного слоя. [c.357]

В 6 гл. 6 было дано понятие о начальном участке ламинарного течения в круглой трубе и описана в основных чертах структура потока, а также приведены приближенные зависимости для определения основных параметров этого участка. Остановимся иа некоторых методах расчета начального участка в плоской и круглой трубах. Разработано несколько таких методов, причем одни опираются на теорию пограничного слоя, в основе других лежат приближенные уравнения движения. [c.388]

Здесь k — константа Кармана параметр 6 = 0,1 б — толщина пограничного слоя, определенная в соответствии с общепринятым условием как значение координаты у, в которой ulu = 0,99 (здесь Ug—значение скорости на внешней стороне пограничного слоя). При малых расстояниях от стенки из (1.94) следует известная формула I = ky, при достаточно больших расстояниях от стенки получаем I —vO,lS. [c.49]

Итак, для определения параметров ламинарного пограничного слоя имеем дифференциальное уравнение [c.690]

Управление процессами обтекания предполагает решение задач, связанных с исследованием устойчивости этого обтекания, под которым понимают свойство того или иного газового потока (или его отдельных участков) сохранить определенный режим и заданные параметры. Это решение в свою очередь связано с осуществлением мер, направленных на обеспечение устойчивости и составляющих содержание процесса стабилизации газового потока. В исследовании таких процессов значительное место занимают проблемы устойчивости ламинарного пограничного слоя и его стабилизации (гл. VII). [c.7]

Существует два способа расчета параметров жидкости в пограничном слое. Первый способ заключается в численном решении системы дифференциальных уравнений пограничного слоя, впервые полученных Прандтлем, и основывается на использева-нии вычислительных машин. В настоящее время разработаны различные математические методы, позволяющие создавать рациональные алгоритмы для решения уравнений параболического типа, к которому относится уравнение пограничного слоя. Такой подход широко используется для определения характеристик ламинарного пограничного слоя. Развиваются приближенные модели турбулентности, применение которых делает возможным проведение расчета конечно-разностными численными методами и для турбулентного потока. Второй способ состоит в нахождении методов приближенного расчета, которые позволяли бы получить необходимую информацию более простым путем. Такие методы можно получпть, если отказаться от нахождения решений, удовлетворяющих дифференциальным уравнениям для каждой частицы, и вместо этого ограничиться отысканием решений, удовлетворяющих некоторым основным уравнениям для всего пограничного слоя и некоторым наиболее важным граничным условиям на стенке и на внешней границе пограничного слоя. Основными уравнениями, которые обычно используются в этих методах, являются уравнения количества движения и энергии для всего пограничного слоя. При этом, однако, необходимо задавать профили скорости и температуры. От того, насколько удачно выбрана форма этих профилей, в значительной степени зависит точность получаемых результатов. Поэтому получили распространение методы расчета параметров пограничного слоя, в которых для нахождения формы профилей скорости и температуры используются дифференциальные уравнения Прандтля или их частные решения. Далее расчет производится с помощью интегрального уравнения количества движения. [c.283]

При некоторых допущениях формулы (52.6) — (52.10), полученные автором в 1949 г. [73], решают задачу об определении основных оценочных параметров решетки по параметрам пограничного слоя, известным на выходных кромках профилей. Эта задача (только для коэффициента потерь) впервые была решена Л. Г. Лойцянским [49], [50] путем приближенного интегрирования уравнений пограничного слоя вдоль следа за профилем решетки. В отличие от упомянутой работы полученные формулы выведены без каких-либо упрощающих предположений о процессе выравнивания следа и определяют все параметры потока в бесконечности. В частном случае несжимаемой жидкости и бесконечно тонких кромок такие же формулы были получены в более поздней работе Шлихтинга и Шольца [131]. [c.378]

Среди широкого спектра нелинейных оптических явлений наибольший интерес в приложении к проблеме зондирования вызвал низкопороговый лазерный пробой на твердых включениях дисперсной среды. Указанный эффект является технически реализуемым в реальной атмосфере на расстояниях в сотни метров от излучателей, в качестве которых могут применяться импульсные лазеры, например, на СО2, HF, DF, стекле с неодимом и эксиме-рах, снабженные системой фокусировки пучка. Дистанционный лазерный пробой сопровождается генерацией оптических спектров испускания, электрического и магнитного импульсов, а также широкополосного акустического излучения. Это может служить физической основой бесконтактных методов определения атомного состава и ряда метеорологических параметров пограничного слоя атмосферы по схеме источник — приемник, т. е. без решения математической обратной задачи. [c.194]

Для определения структуры формулы коэффициента профильных потерь на режиме максимального качества решетки использовались теоретические исследования [3]. В этой работе между коэффициентом потерь решетки и параметрами пограничного слоя на профиле решетки установлена определенная связь, которая, в част-нссти, для коэффициента потерь на режиме IV при Са2/Са1 = 1,0 [c.92]

Практическое определение толщины пограничного слоя затруд-нено, так как нельзя точно установить границу между пограничным слоем и внешним потоком и точность определения толщины слоя в большой степени зависит от точности самих измерений. Поэтому в рассмотрение вводят некоторые интегральные характе-ристики, определяемые более точно, ибо на их величину не оказывает заметного влияния тот факт, что значения параметров течения в пограничных слоях асимптотически стремятся к значениям параметров внешнего потока. [c.109]

В ряде случаев при определении чисел Ке за характерный размер вместо диаметра канала (или сопла) может выбираться толгцина 5 пограничного слоя, в одном из характерных сечений на рис. 2.5 главы II. Определение Т0Л1ЦИНЫ и других параметров пограничного слоя дано ниже с использованием рис. 1.3 [95]. [c.35]

Предлагаемая модель многокомпонентного вихревого струйного течения отличается от базовой тем, что с целью определения расходных, динамических, температурных и других параметров, а также с целью определения максимальной эффективности процессов, происходящих в таком течении, она дополнена структурой вихревого струйного течения (рис. 6.3), в которой вынужденный вихрь имеет границу в виде формы параболоида вращения. Свободный вихрь также ограничен и имеет форму цилиндра, стенки которого сужаются в направлении максимального течения газа в свободном вихре. Между свободным и вынужденным вихрями располагается пограничный слой, состоящий из газа, перетекающего из свободного вихря в вынужденный. Описанная структура сосз оит из ячеек, в каждой из которых происходит энергоразделение в центробежном поле, сопровождающееся процессами конденсации компонентов, входя1цих в исходный газ, в вынужденном вихре и испарения и свободном вихре. [c.160]

Число Рейнольдса является определяющим параметром не только для количественных характеристик пограничного слоя, но и для самого характера течения. При небольших числах Рейнольдса движение частиц газа имеет упорядоченный слоистый характер, такое течение называется ламинарным. При больших числах Рейнольдса движение частиц газа становится беспорядочным, возникают неравномерные пульсации скорости в продольном и поперечном направлениях, такое течение называется турбулентным. Переход ламинарного течения в турбулентное происходит при определенном значении числа Рейнольдса, называемом критическим. Критическое число Рейнольдса не постоянно и в очень сильной степени зависит от величины начальных возмущений, т. е. от интенсивности турбулентности на-бегагощего потока. [c.281]

Эти величины имеют определенный физический смысл. Толщина вытеснения есть расстояние, на которое отодвигаются от тела линии тока внешнего течения вследствие уменьшения скорости и изменения плотности в пограничном слое. Толщина потери ил1пульса есть толщина слоя газа с постоянными параметрами и импульсом, равным разности импульсов потока газа с неравномерной плотностью тока, но постоянной скоростью uq и потока с переменными значениями скорости и плотности. [c.302]

Прежде чем переходить к нахождению профиля скорости, необходимо отметить следующее обстоятельство. Вблизи обтекаемого тела число Рейнольдса, определенное по местным параметрам жидкости, может быть сколь угодно малым. Поэтому в этой области должно существовать ламинарное течение, где трение п теплообмен определяются молекулярным переносом, т. е. > > р-т, Эта часть пограничного слоя называется ламинар- [c.323]

Экспериментальные исследования ламинаризации пограничного слоя сводятся к определению необходимых для этого интенсивности отсоса, места расположения отверстия и его геометрических параметров поперечного размера, угла наклона и др. В результате этих исследований определяются положение точки перехода, давление и расход отсасываемого газа. [c.439]

Газодинамическая задача об определении положения и формы ударной волны и поля параметров между ударной волной и поверхностью тела по своей-сложности и трудоемкости оказывается соизмеримой с задачей о пограничном слое. Метод решения газодинамической задачи на электронно-вычислительных машинах для идеального газа (p = pRT) разработан академиком А. А. Дороднициным и чл.-кор. АН СССР О. М. Белоцерковскнм [22, 55]. Этот метод изучается в курсах аэродинамики [41] и здесь рассматриваться не будет. [c.225]

Для того чтобы решить систему уравнений турбулентного пограничного слоя, ее необходимо замкнуть эмпирической зависимостью коэффициента турбулентной вязкости от параметров потока. Определение конкретного вида таких эмпирических зависимостей является задачей полуэм лирической теории турбулентности. [c.279]

Если газо-и термодинамические параметры, определяющие течение в пограничном слое, не зависят явно от времени, то такое течение называют установившимся или стационарным. Для установившихся течений в основной системе уравнений пограничного слоя члены с оператором 3/3/ рзвпы, по определению, нулю. [c.386]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...