Пограничный слой газа ламинарный жидкости несжимаемой турбулентный

В технике большое значение имеет теплообмен при больших числах Re. В связи с этим в гидродинамике и теплообмене вязкой жидкости важное место занимает теория пограничного слоя. В настоящее время методы пограничного слоя хорошо разработаны для несжимаемой жидкости и сжимаемого газа. Получены решения ряда задач о теплообмене и гидравлическом сопротивлении при ламинарном и турбулентном течении жидкости в трубах и соплах, задач о распределении скорости и температуры в неизотермических струях и ряда других задач. Наибольшее (распространение методы пограничного слоя получили при решении задач теплообмена и сопротивления при внешнем (безотрывном) обтекании тел. [c.11]

Так как в ударных волнах изменения скорости и температуры в основном происходят в направлении нормали к волне (а, значит, в большинстве случаев, в направлении, близком к направлению невозмущенного потока), а в пограничном слое основные изменения происходят поперек потока, то, очевидно, что в области взаимодействия пограничного слоя и ударных волн методы и результаты теории пограничного слоя неприменимы. Этот же вывод верен и в тех случаях, когда за сильными ударными волнами возникает область интенсивного завихрения. Таким образом, при течении сжимаемого газа с большими скоростями в ряде случаев, в отличие от течения несжимаемой жидкости, нельзя считать, что течения в пограничном слое и во внешнем потоке независимы и, пользуясь предположениями теории пограничного слоя, следует в конкретных задачах оценивать область возможного применения изложенной теории. В ряде задач течения в области пограничного слоя и во внешнем потоке должны рассматриваться совместно. Отметим, наконец, что в зависимости от значения числа Рейнольдса и других условий течение внутри пограничного слоя будет ламинарным или турбулентным. В последующем изложении будут рассмотрены оба эти случая. [c.493]

В книге излагаются основы теории и методы расчета тепломассообмена и трения в каналах переменного сечения, трубах и на поверхностях тел, обтекаемых несжимаемой жидкостью и газом с большими скоростями и высокими температурами, при изменении давления в направлении движения. Рассмотрено обтекание жидкостью и газом непроницаемых и пористых поверхностей при наличии поперечного потока вещества через последние в условиях образования ламинарного и турбулентного пограничных слоев. [c.135]

Не останавливаясь подробно на методах расчета турбулентного пограничного слоя в несжимаемой жидкости и методах определения области перехода ламинарного течения в турбулентное (при расчетах эту область обычно заменяют точкой перехода), изложение которых приведено в ряде учебников, монографий и отдельных статей (см., например, [8], [10], [9]), в настоящем разделе приведем только краткие результаты исследований, необходимые для понимания последующего изложения основ теории турбулентного пограничного слоя в сжимаемом газе. [c.584]

Вдув или отсос через стенку оказывает большое влияние на параметры пограничного слоя и переход от ламинарного режима течения к турбулентному. На сильно охлажденной стенке влияние градиентов давления уменьшается, так как плотность газа вблизи стенки намного больше плотности газа на внешней границе пограничного слоя, и поэтому влияние одного и того же градиента давления на плотный будет меньше. Вторичное течение, как было показано выше, по мере охлаждения стенки уменьшается. Влияние слабого вдува на компоненты трения и толщину пограничного слоя в сжимаемом газе в общем аналогично влиянию вдува в несжимаемой жидкости. Влияние вдува на коэффициент теплопередачи и профили энтальпии или температуры является более существенным. С увеличением вдува вблизи стенки появляется область, в которой энтальпия или температура близка к энтальпии или температуре стенки. Коэффициент теплопередачи сильно убывает с величиной вдува. Изменение числа Nu/1/Re в о раз быстрее, чем компоненты касательного трения на стенке if]/Re. [c.272]

Для ламинарного пограничного слоя как несжимаемой жидкости, так и сжимаемого газа при переменном давлении во внешнем потоке суп] ествуют различные методы расчета. Наиболее точные методы основываются на численном интегрировании дифференциальных уравнений и требуют применения вычислительных машин. Для турбулентного пограничного слоя несжимаемой жидкости разработаны приближенные, полуэмпириче-ские методы расчета. В случае небольшого градиента давления во внешнем потоке расчет турбулентного пограничного слоя сжимаемой жидкости может быть произведен при условии, что влияние градиента давления учитывается лишь в интегральном соотношении количества движения (59). При этом считается, что профили скорости и температуры, а также зависимость напряжения трения от характерной толщины пограничного слоя имеют такой же вид, как и в случае обтекания плоской пластины. [c.338]

В предлагаемом справочнике приведены обобщающие данные по методам расчета трения и тепломассообмена на телах, обтекаемых жидкостью и газом, на основе теории пограничного слоя. Справочник составлен по обычной схе.ме. Даны предпосылки теории механики жидкости и газа, затем рассмотрены методы расчета трения и теплообмена в ламинарном пограничном слое и, наконец, в турбулентном пограничном слое. В обоих случаях движение несжимаемой жидкости предшествует движению сжимаемой жидкости. При рассмотрении ламинарного погра.ничного слоя большое внимание уделено точным (автомодельным) методам расчета. Сообщаются также основные сведения по теории равновесных турбулентных слоев. В книгу включены те из приближенных методов расчета, которые согласуются с данными измерений и получили практическое применение. В справочник не включены сведения о влиянии химических реакций, возникающих при гиперзвуковых скоростях, на процесс течения в иограничном слое. Изложению этих сведений посвящена книга У. X. Дорренса [Л. 25]. В справочник по возможности не включены те данные по трению и тепломассообмену в турбулентном пограничном слое, которые достаточно полно изложены в монографии С. С. Кутателадзе и А. И. Леонтьева [Л. 48]. [c.4]

Не следует забывать, что еще в недалеком прошлом шла дискуссия по вопросу о том, равняется ли нулю скорость реальной жидкости иа поверхности обтекаемого ею тела или нет. Жуковский и Прандип. первые решительно встали на точку зрения прилипания жидкости к стенке правильность этого воззрения, лежащего в основе теории пограничного слоя, в дальнейшем была подтверждена многочисленными опытами. Работы советских ученых в области теории ламинарного и турбулентного пограничного слоя, а также по общей теории турбулентности представляют исключительный интерес работы Л. Е. Калих- мана, Л. Г. Лойцянского, А. П. Мельникова и К. К. Федяевского ио плоскому и пространственному, ламинарному и турбужнтному пограничному слою в несжимаемой жидкости, относящиеся к периоду 1930—1945 гг., замечательные исследования А. А. Дородницына 1939—1940 гг. по теории пограничного слоя в сжимаемом газе, практические методы расчета турбулентных струй, указанные Г. И. Абрамовичем, и другие результаты советских ученых оставили далеко позади зарубежные исследования в этой области. Все практические расчеты пограничного слоя, необходимые для определения профильного сопротивления крыла и фюзеляжа самолета, сопротивления корпуса корабля, потерь энергии в лопастных аппаратах турбомашин, а также расчеты различных струйных механизмов (эжекторов и др.) ведутся у нас в Союзе по методам, принадлежащим советским ученым. [c.37]

Конечно, наибольший интерес и внимание исследователей и инженеров в последние годы привлекают проблемы, связанные с движениями в турбулентном пограничном слое однородных и неоднородных газов с большими, особенно гиперзвуковыми, скоростями. В этих случаях, как и в ламинарном пограничном слое, в зонах высоких температур существенную роль могут играть различные физико-химические процессы, такие как диссоциация молекул, химические реакции между молекулами и атомами, ионизация и т. д. Кроме того, в некоторых случаях необходимо учитывать процессы, происходящие на поверхности тела, например, оплавление и испарение (сублимация) поверхностного слоя, каталитические реакции на стенке, вдув инородных газов сквозь пористую стенку и т. п. Для описания, хотя и неполного, процессов турбулентного переноса, сопровождающихся столь сложными физико-химическими явлениями, оказывается необходимым использовать существенно более сложную, чем для течений несжимаемой жидкости, систему уравнений, включающую уравнение неразрывности для смеси газов, уравнения неразрыв- [c.538]

Опытные данные разных авторов, определявших величину универсальной координаты на границе ламинарного подслоя, недостаточньт для того, чтобы судить о количественном влиянии тех или иных факторов на величину этого параметра. Этим объясняется то обстоятельство, что-почти во всех существующих теориях турбулентного пограничного слоя в газе безразмерная толщина подслоя принимается равной ее значению в несжимаемой жидкости. [c.542]

Определяющая температура. Исследования показали, что характеристики как ламинарного, так и турбулентного пограничного слоя, в сжимаемом газе можно рассчитывать по формулам (15.39), (15.45), (15.50) и (15.53), полученным для несжимаемой жидкости, если в них рн и р,н заменить на ропр, М опр, найденными при определяющей для пограничного слоя температуре Тотф Т <С7 опр<7 т ). Определяющая температура рассчитывается по эмпирической формуле [30] [c.292]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...