Слой - раздел
Cтраница 1
 |
Развитие во времени слоя раздела двух потоков. а начальное состояние ( t 0. б более позднее состояние. По Прандтлю 21 ]. [1] |
Слой раздела, на котором происходит скачок скорости, неустойчив. Вследствие турбулентного перемешивания он превращается в слой с непрерывным изменением скорости, причем ширина этого слоя с течением времени возрастает. [2]
 |
Образование вихрей при обтекании неподвижного цилиндра ( поток направлен слева направо. [3] |
Слой раздела, состоящий из частиц жидкости, первоначально двигавшихся вдоль поверхности цилиндра, очень четко выделяется на первых трех фотографиях благодаря скоплению в нем частиц алюминиевого порошка, которым была обсыпана поверхность потока для придания видимости его движению. Последние три фотографии показывают постепенное развитие обоих вихрей. В конце концов, один вихрь, а вслед за ним и другой отрываются от цилиндра и уплывают вместе с потоком. [4]
При гидродинамическом плотностном расслоении ( при наличии слоя вязкого течения) слой раздела по своей толщине относительно невелик. Это позволяет рассматривать движение двух неоднородных по плотности жидкостей по двухслойной схеме. Эти жидкости разделены не слоем раздела, а поверхностью, что, строго говоря, правомерно лишь только для несмешивающихся жидкостей. [5]
 |
Четырехугольник, вдоль которого вычисляется циркуляция. [6] |
В реальных жидкостях, которые всегда обладают вязкостью, вместо поверхностей раздела образуются слои раздела, правда, обычно очень тонкие. Слой раздела всегда образуется из частиц, двигающихся в непосредственной близости от поверхности твердого тела, где влиянием трения нельзя пренебрегать даже при очень малой вязкости. Поэтому точный анализ явлений, происходящих внутри слоя раздела, возможен только на основе учета вязкости. Для изучения явлений, происходящих вне слоя раздела, но связанных с его существованием, обычно достаточно рассматривать вместо слоя раздела поверхность раздела. Влияние трения будет подробно рассмотрено в § 1 - 6 гл. [7]
При наличии определенных условий это приводит к тому, что из пограничного слоя возникает слой раздела, а из последнего - вихри ( ср. Пусть во внешнем потоке имеется разность давлений, вызывающая ускорение или замедление потока. Очевидно, что эта разность давлений вызывает изменение движения также в пограничном слое. В том случае, когда давление во внешнем потоке уменьшается в направлении движения, следовательно, когда перепад давления ускоряет внешний поток, скорость частиц жидкости в пограничном слое увеличивается, что позволяет им, несмотря на действие трения, продолжать свое движение вдоль поверхности тела. Наоборот, в том случае, когда давление во внешнем потоке увеличивается в направлении движения, следовательно, когда перепад давления замедляет внешней поток, частицы жидкости в пограничном слое, движущиеся медленнее, чем частицы во внешнем потоке, начинают двигаться еще медленнее, а при достаточной степени замедления внешнего потока - даже останавливаются, а вслед затем начинают двигаться в обратную сторону. Таким образом, около поверхности обтекаемого тела возникает возвратное движение жидкости, несмотря на то, что внешний поток продолжает по-прежнему двигаться вперед. Новые порции жидкости, притекающие к тому месту поверхности тела, где начинается возвратное движение, также сначала останавливаются, а затем начинают двигаться назад. Все это приводит к тому, что количество заторможенной жидкости между стенкой и внешним потоком очень быстро увеличивается и возвратное движение становится все шире и шире, пока, наконец, совсем не оттесняет внешний поток от стенки происходит так называемый отрыв потока от стенки. Получившийся в результате слой раздела быстро свертывается в вихрь так, как это было описано в § 7 гл. II; при этом часть заторможенной жидкости попадает в имеющее конечные размеры ядро вихря. Все эти стадии образования вихря хорошо видны на рис. 104, изображающем шесть последовательных фотографий потока, обтекающего неподвижный цилиндр. Мы видим, что в первый момент вокруг цилиндра возникает потенциальное течение, в котором линии тока, расходящиеся перед цилиндром, вновь смыкаются позади цилиндра. При обтекании передней стороны цилиндра происходит ускорение внешнего потока, и поэтому частицы жидкости в пограничном слое преодолевают трение на всем пути до верхней и нижней точек цилиндра. [8]
 |
Четырехугольник, вдоль которого вычисляется циркуляция. [9] |
В реальных жидкостях, которые всегда обладают вязкостью, вместо поверхностей раздела образуются слои раздела, правда, обычно очень тонкие. Слой раздела всегда образуется из частиц, двигающихся в непосредственной близости от поверхности твердого тела, где влиянием трения нельзя пренебрегать даже при очень малой вязкости. Поэтому точный анализ явлений, происходящих внутри слоя раздела, возможен только на основе учета вязкости. Для изучения явлений, происходящих вне слоя раздела, но связанных с его существованием, обычно достаточно рассматривать вместо слоя раздела поверхность раздела. Влияние трения будет подробно рассмотрено в § 1 - 6 гл. [10]
Верхняя точка наложения изоляции должна находиться на 10 - 15 см выше поверхности грунта, нижняя - на том же расстоянии ниже уровня поверхности или под слоем раздела грунтов в случае их неоднородности. [11]
При гидродинамическом плотностном расслоении ( при наличии слоя вязкого течения) слой раздела по своей толщине относительно невелик. Это позволяет рассматривать движение двух неоднородных по плотности жидкостей по двухслойной схеме. Эти жидкости разделены не слоем раздела, а поверхностью, что, строго говоря, правомерно лишь только для несмешивающихся жидкостей. [12]
 |
Четырехугольник, вдоль которого вычисляется циркуляция. [13] |
В реальных жидкостях, которые всегда обладают вязкостью, вместо поверхностей раздела образуются слои раздела, правда, обычно очень тонкие. Слой раздела всегда образуется из частиц, двигающихся в непосредственной близости от поверхности твердого тела, где влиянием трения нельзя пренебрегать даже при очень малой вязкости. Поэтому точный анализ явлений, происходящих внутри слоя раздела, возможен только на основе учета вязкости. Для изучения явлений, происходящих вне слоя раздела, но связанных с его существованием, обычно достаточно рассматривать вместо слоя раздела поверхность раздела. Влияние трения будет подробно рассмотрено в § 1 - 6 гл. [14]
Синеооы дтя предупреждения обргзования свободных поверхностен раздела и возникающих из них вихрей. В № 48 мы видели, что возвратное течение внутри пограничного слоя может возникнуть только в случае течения, замедляющегося вследствие трения в направлении возрастающего давления, как, например, в случае течения в диффузоре со слишком большим углом раствора. Следствием этого возвратного течения является, как это ясно видно из фотографий, изображенных па фиг, 24 - 31 таблиц 12 и 13, образование свободного слоя раздела, который в противоположность пограничному слою, прилипающему к обтекаемому телу, отделяется от тела; в дальнейшем этот слой, плп поверхность раздела, ввиду своей неустойчивости распадается в вихри. [15]
Страницы: 1 2