Неустойчивость - ламинарное течение
Cтраница 1
 |
Обтекание симметричного тела потоком идеальной жидкости. [1] |
Неустойчивость ламинарного течения и возникновение турбулентности - сложные вопросы, до конца не выясненные и в настоящее время. [2]
Особый интерес представляет неустойчивость ламинарного течения в пограничном слое и возникновение в кем турбулентности. Значимость этого вопроса определяется тем, что во многих случаях встречаются смешанные пограничные слои с участками ламинарного и турбулентного режимов. Для расчета таких слоев необходимо располагать не только методами расчета каждого из них, но и способами определения размеров переходной зоны или, по крайней мере, положения точки перехода. Рассмотрим в общих чертах переходные явления в пограничном слое на плоской пластине. [3]
Таким образом, методом малых колебаний не удается обнаружить неустойчивость ламинарного течения с прямолинейным профилем распределения скоростей. [4]
По мере увеличения расстояния вдоль поверхности тела местное число Рейнольдса возрастает и начинает проявляться неустойчивость ламинарного течения по отношению к малым возмущениям. Такими возмущениями могут служить пульсации скорости во внеш. В результате ламинарная форма течения переходит в турбулентную, при этом на главное осредненное движение жидкости или газа в продольном направлении накладываются хаотич, пульсац. В результате происходит интенсивное перемешивание жидкости, вследствие чего интенсивность переноса в поперечном напру пленив кол-ва движения, теплоты и массы резко увеличиваются. Величина Лекр зависит от мн. Поскольку переход ламинарного режима течения в турбулентный связан с потерей устойчивости, то сам этот процесс не является достаточно стабильным, вследствие чего имеет место перемежаемость режима течения в пределах нек-рой области, к-рую называют областью перехода. [5]
Такие быстрые и нерегулярные изменения происходят не из-за изменений действующих сил или внешних условий, а вследствие неустойчивости ламинарных течений при определенных условиях. Неустойчивость ламинарных течений и возникновение турбулентности - очень сложные вопросы, еще далекие от окончательного решения. Рассмотрение их далеко выходит за рамки нашего курса. Тем не менее имеет смысл привести простейший пример, когда вопрос об устойчивости ламинарного течения решается элементарно. [6]
В результате своих подробных исследований Лин формулирует правила приближенного подсчета наименьших значений критического числа Рейнольдса, за пределами которого может наступить неустойчивость ламинарного течения в указанном выше смысле. [7]
Весьма перспективно поддерживать в напорном канале значения температуры и давления, приближенные к псевдокритическим параметрам смеси [2], когда резко снижаются пороговые значения разности концентраций в сечении капала, приводящие к концентрационной неустойчивости ламинарного течения. Это установлено экспериментально при разделении смеси СО2 - N2 с большим содержанием диоксида углерода. Следует заметить, что критические давления большинства газов находятся в пределах 3 - 5 МПа, а интервал критических температур для некоторых веществ соответствует области, где допустима эксплуатация мембран. [8]
Такие быстрые и нерегулярные изменения происходят не из-за изменений действующих сил или внешних условий, а вследствие неустойчивости ламинарных течений при определенных условиях. Неустойчивость ламинарных течений и возникновение турбулентности - очень сложные вопросы, еще далекие от окончательного решения. Рассмотрение их далеко выходит за рамки нашего курса. Тем не менее имеет смысл привести простейший пример, когда вопрос об устойчивости ламинарного течения решается элементарно. [9]
Неустойчивость ламинарного течения ртути, вызванная внешним магнитным полем, ИЛ. [10]
Описанная выше эволюция структуры металла характерна для условий развитой пластической деформации и является предметом рассмотрения многих экспериментальных и теоретических работ. В работах [5, 6] обоснована неустойчивость ламинарного течения, предполагаемого моделью Тейлора, и выдвинуто положение о том, что сдвиговая деформация должна протекать на нескольких структурных уровнях и носить вихревой характер. На ранних стадиях деформации, пока в зернах не исчерпана возможность трансляционного скольжения, зерна претерпевают развороты как целые. Далее вследствие накопления дислокаций и появления сдвиговой неустойчивости в скоплениях дислокаций формируется ячеистая структура, которая является результатом образования микровихрей в элементе объема, когда поворот элемента как целого затрудняется. Для этого предлагается использовать модель ротационных мод пластичности, которая привлекалась в работе [4] для объяснения процессов деформации в поверхностных слоях металлов при трении. В данном случае вполне оправдано применение дислокационных представлений о природе пластической деформации, поскольку зарождение в дислокационном ансамбле частичных дискли-наций связано с усиливающейся микронеоднородностью пластического течения [7], а она неизбежно должна возникать из-за специфики на-гружения в поверхностных слоях металлов при трении. [11]
Даже при относительно малых числах Рейнольдса ( например, при Re 2000) след за плохо обтекаемым препятствием становится турбулентным на расстоянии нескольких диаметров, и его средняя скорость почти равна скорости свободного потока. По-видимому, это обусловлено неустойчивостью ламинарного течения. [12]
 |
Профиль скоростей при ламинарном ( а и турбулентном ( б V течении жидкости по трубе. [13] |
Затем при постепенном увеличении скорости потока внезапно начинается нерегулярное движение, которое постепенно захватывает всю трубку - струйка, ровная у входа, разбивается на множество извилистых струек. Такие нерегулярные изменения движения происходят не из-за изменения внешних условий, а вследствие неустойчивости ламинарного течения при больших скоростях. [14]
Описанные в этом параграфе экспериментальные исследования столь блестяще подтвердили теорию устойчивости ламинарного течения, что ее следует считать полностью проверенной составной частью гидроаэромеханики. Таким образом, предположение Рейнольдса о том, что причиной перехода ламинарной формы течения в турбулентную является неустойчивость ламинарного течения, можно считать окончательно доказанным. Эта неустойчивость представляет собой теоретически возможный и экспериментально наблюдаемый механизм перехода ламинарного течения в турбулентное. Однако остается открытым следующий вопрос: является ли этот механизм единственным и дает ли он полную картину перехода ламинарного течения в турбулентное. [15]
Страницы: 1 2