Развитие - пограничный слой
Cтраница 4
 |
Типовая интер-ферограмма ламинарного пограничного слоя на стенке ударной трубы.| Профили плотностей на стенке ударной трубы. [46] |
Если за толщину пограничного слоя 8 произвольно принять толщину, при которой отношение плотности на границе слоя к плотности свободного потока P / PJ равняется: а) 0 995 или Ъ) 0 99, то можно исследовать характер развития пограничного слоя. Относительно рис. 8 а следует заметить, что переходный период выражен в основном только в своем начальном развитии; последняя стадия развития определена недостаточно точно. [47]
Сравнительная простота первой из этих задач связана с двумя обстоятельствами: 1) в начальный момент пограничный слой еще не успел образоваться и обтекание тела совпадает с теоретическим безвихревым течением идеальной несжимаемой жидкости и 2) внешний поток во все время развития пограничного слоя стационарен. Пограничный слой образуется не мгновенно, а требует на свое развитие конечного промежутка времени, сравнимого по величине с характерным для данного движения временем, например, потребным для прохождения телом пути, равного размеру тела. Достаточно внимательно рассмотреть известные фотографии Титьенса3), описывающие начало движения круглого цилиндра в водяном лотке, чтобы - убедиться в справедливости этого утверждения. [48]
 |
Режимы течения в сходящемся насадке с последующим - расширением ( сопло. [49] |
Эта струя уже не подчиняется закономерностям одномерного движения. Влияние трения при развитии пограничного слоя и возможность отрыва потока при отрицательных перепадах давления еще более усложняют внутреннюю картину течения. [50]
Из теории ламинарного пограничного слоя ( глава VII) известно, что при обтекании цилиндрического тела кривизна стенки не оказывает существенного влияния на развитие пограничного слоя, правда, при условии, что радиус кривизны стенки значительно превышает толщину пограничного слоя. Это объясняется тем, что развитие пограничного слоя на таких телах практически не зависит от воздействия центробежной силы, и поэтому пограничный слой развивается на них совершенно так же, как на плоской пластине под воздействием того градиента давления, который имел бы место при невязком обтекании рассматриваемого тела. То же самое относится и к расчету устойчивости ламинарного пограничного слоя с градиентом давления. [51]
Кроме описанных выше измерений развития пограничного слоя при низких дозвуковых числах Маха, были проведены опыты со сверхзвуковым потокам. Анализ данных, полученных по развитию пограничного слоя на модели, представляющей собой тонкий клин, в дозвуковом и сверхзвуковом потоках на сегодня еще не завершен. [52]
Ряд авторов, включая Эмриха и Хэррисона [5], Дональдсона, Сэлли-вана [6] и Холлиэра [7], исследовал влияние развития пограничного слоя на стенке ударной трубы на течение газа в трубе. В настоящей работе впервые осуществлены непосредственные измерения развития пограничного слоя. В работе [6] приводится теоретическое исследование развития потока в круглой цилиндрической трубе при внезапном возникновении движения на входе в трубу. Ни это исследование, ни решение Релея не отражает полностью условия потока, имеющие места в ударной трубе в настоящем исследовании. [53]
Хотя они включают большинство практически интересных случаев, развитие пограничного слоя вдоль поверхности, движущейся с ускорением по отношению к жидкости, также важно, так как отделение или отрыв при ускорении может произойти раньше, чем при установившемся движении с той же средней скоростью. [54]
 |
Схемы обтекания крылового профиля. [55] |
Рейнольдса и, если движение возникло из состояния покоя, - от времени с начала движения. На рис. 188 показаны снятые на кинопленку последовательные стадии развития пограничного слоя и формирования вихрей при обтекании кормовой части цилиндрического тела потоком воды, возникающим из состояния покоя. В начальный момент пограничный слой почти отсутствует, и обтекание близко по структуре к потенциальному. Оторвавшийся пограничный слой свертывается в крупный вихрь, оттесняющий поток от поверхности тела. [56]
Они, в частности, отметили, что, о их мнению, учитывая результаты экспериментов, захлопывание пузырька при статическом давлении, большем давления пара на 20 см рт. ст., может быть газовой кавитацией, обусловленной возрастающей скоростью диффузии газа в высокотурбулентной области, а не паровой кавитацией при низком давлении в пограничном слое, как то считают докладчики. Это, по их мнению, следует из того, что развитие пограничного слоя происходит между точкой отрыва пузырька и местом его захлопывания. Образующиеся при этом пузырьки очень малы, вследствие чего маловероятно, чтобы они могли присоединяться к стенке под действием градиента давления. Авторы доклада в своем заключительном слове показали на основании проведенных расчетов, что время, необходимое для роста газовых пузырьков, измеряется миллисекундами, тогда как захлопывание пузырька происходит в течение микросекунды ( как это показано в докладе), чему соответствует сделанное предположение о процессе захлопывания при паровой кавитации. [57]
Если по условию задачи тело приобретает установившееся движение мгновенно, то этого нельзя сказать об окружающей его жидкости. Естественный интерес вызывают процессы установления движения жидкости во времени: зарождения и развития пограничного слоя на поверхности тела, появления отрыва и перемещения его вверх по течению, перехода пограничного слоя в его установившуюся форму, соответствующую стационарному обтеканию тела. [58]
Понятие пограничного слоя основано на предположении, что поток в пограничном слое, а также возрастание или уменьшение толщины пограничного сдоя полностью определяются скоростью и распределением давления в невязком внешнем потоке. Другими словами, предполагается, что поток вне пограничного слоя влияет на развитие пограничного слоя, но нет обратного влияния пограничного слоя на основной поток. [59]
Вопрос о выборе постоянными вдоль радиуса коэффициента р или величины х представляет методологический интерес. В реальном потоке изменение потерь вдоль радиуса при обтекании лопаточного аппарата обусловлено развитием пограничного слоя на поверхностях профилей и меридиональных обводов проточной части ступени, структурой аэродинамических следов, а также свободной турбулентностью и нестационарностью набегающего потока. [60]
Страницы: 1 2 3 4 5