Область - отрывное течение
Cтраница 2
 |
Течение воздушного потока при обтекании одиночного здания. [16] |
Ниже линии а-а располагается область отрывного течения - область ABCD. Внутри этой области осредненные во времени линии тока представляют собой замкнутые кривые; движение в целом носит циркуляционный характер. В верхней части области отрывного течения направление векторов скорости совпадает с направлением движения невозмущенного потока, в нижней ее части жидкость или газ перемещается в обратном направлении. Выше линии тока а-а располагается невозмущенный поток, который можно считать безвихревым, или потенциальным. Так как в потенциальном потоке перенос количества движения поперек линий отсутствует ( см. гл. [17]
При наличии скругле-ния или скоса входной кромки эффект сопротивления значительно уменьшается. Это происходит вследствие резкого уменьшения области отрывных течений. [18]
Описанные отрывные течения возникают при внезапном расширении или сужении трубы или канала, а также при повороте под углом. В первом случае ( рис. 104, а) область отрывного течения S образуется после сечения А-А и ее величина в основном зависит от степени расширения потока. В другом случае ( рис. 104, б) эта область возникает на участке ACD сужения потока с последующим его расширением. Наконец, на повороте ( рис. 104, в) область S образуется за углом А. [19]
Возможен и другой теоретический подход к изучению. Основным источником потерь здесь ( см. рис. 111) является область отрывного течения 5, возникающая вследствие сжатия потока при входе в трубу ( канал) меньшего сечения с последующим расширением струи. Для изучения явления прежде всего необходимо выяснить эффект сжатия. [20]
Куэн [29] экспериментально показал, что в случае турбулентного течения приращение давления, допускающее безотрывное обтекание, для искривленной поверхности больше, чем для поверхности с изломом. При больших отношениях давления в потоке около выпуклой искривленной поверхности часто внезапно возникает область нестационарного отрывного течения большого размера. Это наблюдение важно в том смысле, что при малом отношении давлений область отрывного течения устойчива и медленно увеличивается не только около гладких плавно изогнутых поверхностей, но и в других случаях взаимодействия. [21]
Большее приращение давления, соответствующее более интенсивному скачку уплотнения, создается в основном в области между отрывом и присоединением. Но поскольку в этой области повышение давления происходит весьма медленно, рост интенсивности скачка уплотнения сопровождается существенным увеличением протяженности области отрывного течения, причем точка отрыва перемещается вверх по потоку, обеспечивая непрерывное поддержание равновесия между полным приращением давления и силами и вязком потоке. [22]
Если по линии АК поверхности раздела на рис. 103 установить жесткую стенку, то местные потери резко уменьшатся, так как в этом случае ликвидируется область отрывного течения. [23]
Поток может оторваться на игле и образовать конусообразную область течения перед лобовой частью тела. Под влиянием такой конической области отрывного течения изменится форма головной ударной волны от почти прямого скачка до косого и соответственно значительно уменьшится сопротивление головной части. Аэродинамические характеристики отсеков экипажа и других отсеков, возвращаемых с аппарата, движущегося с большой скоростью, могут быть улучшены с помощью отрыва потока. [24]
Возникновение отрывов вероятно в диффузорных областях DI и D4, характеризующихся максимальными положительными градиентами давления. Опыты подтверждают наличие двух областей отрывных течений в криволинейных каналах, если радиусы скругления вогнутой и выпуклой стенок выполнены малыми. В некоторых случаях отрывная область на выпуклой поверхности распространяется по потоку в прямолинейную часть трубы. При больших радиусах скругления поверхностей криволинейного канала отрывы могут не возникать; в этом случае ка диффузорных участках отмечается дестабилизация пограничного слоя: его толщина здесь резко увеличивается. [25]
Рассмотрим свободный след непосредственно перед критической точкой. Если отношения Lflh в свободной или ограниченной областях отрывного течения сжатия одинаковы, то одинаковы и отклонения линий тока внешнего течения, внешнее давление, а также среднее давление отрыва рр. Если уравнение ( 14) выражает фундаментальные характеристики течения в области отрыва, то давления в начале области сжатия рА также одинаковы в обоих случаях. Теперь рассмотрим свободный след. Скорость на центральной линии в области свободного смешения не равна нулю. [26]
Куэн [29] экспериментально показал, что в случае турбулентного течения приращение давления, допускающее безотрывное обтекание, для искривленной поверхности больше, чем для поверхности с изломом. При больших отношениях давления в потоке около выпуклой искривленной поверхности часто внезапно возникает область нестационарного отрывного течения большого размера. Это наблюдение важно в том смысле, что при малом отношении давлений область отрывного течения устойчива и медленно увеличивается не только около гладких плавно изогнутых поверхностей, но и в других случаях взаимодействия. [27]
Вихри возрастают до максимального размера, определяемого межтрубным пространством, и затем постепенно затухают. При тесном шахматном расположении труб турбулентный след за каждой трубой значительно сужается. Теплопередача наиболее эффективна на тех участках поверхности кругового цилиндра, которые соприкасаются с областями отрывного течения. [28]
 |
Работы, в которых приводятся данные о коэффициентах потерь в различных элементах трубной арматуры. [29] |
Если происходит отрыв потока, то исходная концепция пограничного слоя становится непригодной. В таких случаях для описания течения в отрывной зоне и в следе за телом необходимо использовать дополнительные модели. В рамках такого подхода возможно использование модифицированной концепции пограничного слоя, подразумевающей разбиение всего поля течения на ряд взаимодействующих друг с другом областей, таких, как область невязкого внешнего течения, присоединенный пограничный слой, свободный пограничный слой на границе отрывной зоны, область отрыва ( застойная зона) и след, расположенный за областью отрывного течения конечной длины. [30]
Страницы: 1 2 3