Обтекание - плоская пластинка
Cтраница 2
 |
Схема отрыва пограничного слоя. [16] |
Это влечет за собой изменение местного напряжения трения, толщины пограничного слоя и распределения скорости по его сечению в сравнении с обтеканием плоской пластинки. [17]
О известны; 6 -характеристическое рассгояиие ( толщина пограничного слоя в направлении оси у), на котором параметры течения претерпевают заметное изменение ( толщина пограничного слоя), мало по сравнению с характеристической длиной 1Х, на которой свойства потока заметно изменяются в направлении оси х действительности, как показал Прандтль ( 40 ], О ( I / Re) ], где Re - число Рейнольдса для натекающего газового потока; все компоненты газовой смеси ведут себя как совершенные газы; течение установившееся; эффектами передачи тепла от газа к телу и обратно путем излучения можно пренебречь; течение является плоским; эффектами термобародиффузии, поскольку они значительно меньше массовой диффузии, можно пренебречь; газовая смесь в основном состоит из частиц только двух сортов - легких и тяжелых, так что для учета диффузионных потоков всех компонентов лспользуется один и тот же коэффициент бинарной диффузии ( Ди); поток массовой диффузии вычисляется на основании закона Фика; фундаментальная система уравнений состоит из уравнений сохранения массы для отдельных компонентов газовой смеси, уравнения неразрывности, уравнений сохранения импульса, энергии и уравнения состояния газовой смеси; относительное изменение давления поперек пограничного слоя мало ( по порядку величины не превышает бзДе); внутри пограничного слоя давление зависит только от х, а градиент давления внутри пограничного слоя оказывается таким же и в натекающем потоке; при обтекании плоской пластинки можно пренебречь величиной производной давления по координате х ( dP / dx), ввиду малой скорости течения можно пренебречь кинетической энергией. [18]
Простейшим примером такого рода задачи является обтекание тонкой плоской пластинки ламинарным потоком, движущимся параллельно пластинке. [19]
В случае равнодоступной поверхности концентрация вещества и скорость реакции на ней сохраняются постоянными. В общем же случае, например, при обтекании плоской пластинки, служащей поверхностью реакции, толщина граничного слоя Прандтля, как и толщина пограничного диффузионного слоя, изменяется от точки к точке. Неэквивалентность в диффузионном отношении различных точек на таких поверхностях существенно сказывается на постоянстве величины диффузионного потока. Поэтому теоретический расчет скорости реакции в таких случаях затруднен, а иногда невозможен. [20]
Рассмотрим сначала наиболее простой случай, когда во всех точках потока скорость имеет одно и то же направление. Такое Движение имеет место, например, при обтекании бесконечно длинной плоской пластинки вдоль ее плоскости ( фиг. [21]
Сходные во многих отношениях результаты об условиях возникновения турбулентности получаются и при изучении течений в пограничных слоях, образующихся при обтекании тел вязкой жидкостью. Рассмотрим, например, пограничный слой, образующийся при обтекании плоской пластинки течением с постоянной скоростью U, направленной параллельно пластинке. [22]
 |
Зависимость / от Reэфф. [23] |
Движение упруго-вязких ( максвелловских) жидкостей изучено еще недостаточно. Последним выведены уравнения движения упруго-вязко-пластической среды в плоском пограничном слое ( при обтекании плоской пластинки), - см. гл. [24]
В связи с проблемой турбулентного переноса на границе твердое тело - жидкость Рукенштейн [24-26] предложил еще один своеобразный вариант теории обновления. Заметив, что наблюдаемая в некоторых экспериментах зависимость коэффициента массопередачи от коэффициента молекулярной диффузии имеет тот же вид, как и в случае ламинарного обтекания плоской пластинки ( k - D 3), Рукенштейн предположил, что на границе раздела имеется ламинарный слой жидкости, разделенный па равные элементы длиной ха в направлении потока. В конце каждого участка жидкость, прошедшая вдоль поверхности путь х0, снова смешивается с объемом. Следует отметить, что величина v ( p / Ttt. Эта величина представляет собой расстояние от стенки, на котором поток импульса переносимый турбулентными пульсациями, становится сравнимым с потоком импульса, переносимым молекулярной вязкостью. Таким образом, характеристический размер в поперечном направлении использован Рукенштейном в качестве продольного масштаба обновления поверхности, что не имеет никакого физического обоснования. [25]
Течение в DQ предполагается потенциальным, а в D и D - вихревым, в DI - с постоянной завихренностью - со, в D [ - с завихренностью о. Кривые у и у не задаются, их надо подобрать так, чтобы они были линиями тока и поле скоростей оставалось непрерывным всюду вне пластинки. На рис. 61 приведена фотография обтекания плоской пластинки, из которой видно, что предлагаемая модель хорошо согласуется с опытом. [26]
Первое слагаемое в правой части (1.10) связано с передачей телу импульса силами давления и не зависит от вязкости жидкости. Это слагаемое в ряде случаев ( например, в случае обтекания плоской пластинки или при течениях в прямых трубах) оказывается равным нулю. Второе слагаемое FI представляет собой сопротивление трения, которое в вязкой жидкости всегда отлично от нуля. [27]
Страницы: 1 2