Переход - ламинарный слой
Cтраница 3
Указанные диапазоны чисел Re для каждого режима обтекания соответствуют гладкой поверхности цилиндра. Шероховатость поверхности цилиндра значительно влияет на параметры пограничного слоя, увеличение относительной шероховатости цилиндра приводит к более раннему переходу ламинарного слоя в турбулентный, влияет на положение точки отрыва пограничного слоя от обтекаемой поверхности. [31]
В первом случае они зависят также от того, происходит ли переход к турбулентному режиму до присоединения. Это явление обусловлено переходом ламинарного слоя смешения в турбулентный после отрыва. [32]
Ламинарный пограничный слой отрывается от дна, окружая ламинарную застойную зону. Далее вниз по потоку осуществляется переход ламинарного слоя в турбулентный след. [33]
В турбулентном потоке 4 т 6, причем / п4 имеет место при малых числах Re, a m 6 - при больших числах Re. Постоянная С 4 определяется по ламинарной части пограничного слоя. Величина х0 обозначает положение точки перехода ламинарного слоя в турбулентный. [34]
Некоторые результаты исследования перехода ламинарного пограничного слоя в турбулентный получены при применении соображений устойчивости. Ламинарное течение устойчиво, если возмущения со временем затухают, если же они нарастают, то ламинарное течение по достижении некоторого предельного состояния становится неустойчивым и может произойти переход ламинарного течения в турбулентное. Эти рассуждения применимы и к явлению перехода ламинарного слоя в турбулентный. [35]
 |
Профиль скоростей при ламинарном пограничном слое ( а, турбулентном пограничном слое ( б и течении без трения ( в. [36] |
Тем не менее теория базируется на целом ряде эмпирических данных. Для проведения расчета надо знать положение точки перехода ламинарного слоя в турбулентный. В общем она лежит вблизи минимума давления, хотя это во многих случаях ( причем как раз в турбомашинах) неточло из-за влияния начальной турбулентности. [37]
 |
Влияние шероховатости на переход ламинарного пограничного слоя в турбулентный. [38] |
При прочих равных условиях шероховатость способствует переходу ламинарной формы течения в турбулентную. Это связано с тем, что шероховатость вызывает в ламинарном пограничном слое дополнительные возмущения, которые накладываются на уже имеющиеся вследствие воздействия начальной турбулентности. Естественно, что эти суммарные более сильные возмущения способствуют и более раннему переходу ламинарного слоя в турбулентный. [39]
Вихри, созданные стержнями решетки, перемещаясь вниз по потоку, разрушаются, образуя размытые области возмущенного движения, средние размеры которых представляют масштаб турбулентности. Масштаб турбулентности L поддается измерению, а отношение его к линейному размеру обтекаемого тела, в данном случае меньшему диаметру эллипса D, наряду с интенсивностью турбулентности е служит характеристикой турбулентности набегающего потока. График на рис. 220 выражает связь между безразмерной величиной абсциссы точки перехода ламинарного слоя в турбулентный на поверхности эллиптического цилиндра и параметром Тэйлора2), представляющим произведение интенсивности турбулентности на корень пятой степени из отношения характерного размера тела D к масштабу турбулентности L. Из этого графика видно, что при малых значениях параметра Тэйлора внешние возмущения слабо влияют на размер ламинарного участка слоя; здесь все определяется внутренней устойчивостью движения в слое. [40]
Тепловой поток на оси уменьшается вследствие появления области безотрывного течения между линиями растекания. При турбулентном слое относительная величина пиков тепловых потоков резко уменьшается. Маловероятно, что пики теплового потока в передней части пластины вызваны переходом ламинарного слоя в турбулентный на самой пластине, что же касается перехода в слое смешения, то его роль еще не исследована. Скругленные кромки толстой треугольной пластины обтекаются без отрыва. Как и в случае выпуклой подветренной стороны тупоносого полуконуса, повышенные тепловые потоки наблюдаются в задней части пластины, причем двум линиям растекания соответствуют два пика, величина которых растет с ростом числа Рейнольдса ( фиг. [41]
Причина расхождения теоретических исследований с опытом лежит в незаконченности теории устойчивости ламинарного слоя в сжимаемой жидкости при больших скоростях. В последнее время в литературе ( см. только что цитированную статью) высказываются сомнения насчет точности этой теории, в частности в связи с отсутствием до сих пор учета влияния числа Мгх на длины волн распространения возмущений и рост их амплитуды при больших сверхзвуковых скоростях. Можно думать, что в такого рода условиях приведенные в § 111 соображения об отрывном происхождении явления перехода ламинарного слоя в турбулентный уже становятся несправедливыми. Вероятно, в этом случае причиной перехода служит только потеря устойчивости движения в ламинарном слое, начало которой при больших числах М затягивается в область значительных по величине рейпольдсо-вых чисел. Приведенные соображения нуждаются еще в систематической экспериментальной проверке. [42]
Причина расхождения теоретических исследований с опытом лежит в незаконченности теории устойчивости ламинарного слоя в сжимаемой жидкости при больших скоростях. В последнее время в литературе ( см. только что цитированную статью) высказываются сомнения насчет точности этой теории, в частности, в связи с отсутствием до сих пор учета влияния числа М на длины волн распространения возмущений и рост их амплитуды при больших сверхзвуковых скоростях. Как показывают опыты, возмущения, созданные в потоке, например, при помощи турбулизирующих решеток, при больших значениях М о почти мгновенно затухают, что говорит о повышенной устойчивости ламинарных течений при этих значениях М - Можно думать, что в такого рода условиях приведенные в § 96 соображения об отрывном происхождении явления перехода ламинарного слоя в турбулентный уже становятся несправедливыми. Вероятно, в этом случае причиной перехода служит только потеря устойчивости движения в ламинарном слое, начало которой при больших числах Моо затягивается в область значительных по величине рей-нольдсовых чисел. Приведенные соображения нуждаются еще в систематической экспериментальной проверке. [43]
Выполняя кормовую часть вытянутой, можно снизить величину положительного градиента давления и не допустить отрыва пограничного слоя вплоть до выходной кромки. Головную часть тела лучше выполнить скругленной, так как это предотвратит образование областей пониженного давления и последующих диффу-зорных участков при изменении угла натекания потока. В тех случаях, когда это возможно, лучше иметь на поверхности ламинарный пограничный слой, чем турбулентный, так как при этом сопротивление трения будет меньшим. Для затягивания точки перехода ламинарного слоя в турбулентный вниз по потоку необходимо иметь гладкую поверхность, уменьшить пульсацию внешнего потока, а также избегать больших положительных градиентов давления. [44]
Для обеспечения однозначности зависимости от от vp необходимо все другие величины стабилизировать или компенсировать их влияние. Кроме скорости потока, основным фактором, влияющим на коэффициент теплоотдачи, является форма и линейные размеры поверхности. Согласно теории пограничного слоя на поверхности цилиндра, начиная с лобовой части, ламинарный пограничный слой нарастает до некоторой точки, в которой происходит срыв этого слоя. Далее имеется неустойчивая зона перехода ламинарного слоя в турбулентный, в конце которой начинает формироваться турбулентный слой. Зависимость aTf ( fp) в каждом из трех состояний пограничного слоя при прочих равных условиях будет совершенно различная. [45]
Страницы: 1 2 3 4