Точка - минимум - давление
Cтраница 4
Только что изложенный метод, примененный к круговому цилиндру, дает для рассмотренного Хименцем случая почти то же положение точки отрыва, какое получилось у Хименца. Однако распределе-ние скоростей получается менее удовлетворительным, особенно в области за точкой минимума давления. [46]
 |
Распределение давлений по профилю активной решетки при различных влажностях и разных углах входа потока [ 51 20. [47] |
Таким образом, влияние тепло - и массообмена на структуру потока в решетках активного типа существенно зависит от угла входа. Этот вывод подтверждается и графиками на рис. 11 - 6, где приведены значения рмин в точке минимума давления на профиле. [48]
Как видно из графика, ламинарный участок пограничного слоя на этом профиле простирается почти на всю переднюю область крылового профиля даже при больших значениях рейнольдсова числа. Такого рода крыловые профили называют ламинаризованными. На обычных крыловых профилях точка минимума давления на верхней поверхности располагается значитель-но ближе к носику профиля, соответственно этому уменьшается и участок ламинарного слоя. [49]
Шаг решетки i влияет на величину профильных потерь. Это влияние видно на эпюре давления, которая определяет протяженность диффузорных участков канала между лопатками. По мере увеличения шага точка минимума давления смещается к входной кромке и увеличивается абсолютная величина разряжения. [50]
Влияние рейнольдсова чис /: а на положение точки перехода на поверхности гладкого крыла выражается в смещении точки перехода при возрастании рейнольдсова числа в направлении к передней кромке. Если на поверхности крыла за точкой минимума давления существует точка отрыва ламинарного елся, то эта точка является самой нижней ( по потоку) возможной точкой перехода, так как сорвавшийся слой почти мгновенно переходит в турбулентное состояние. С возрастанием рейнольдсова числа точка перехода перемещается вверх по потоку и оказывается расположенной выше по потоку, чем точка отрыва. При этом ламинарный отрыв перестает осуществляться и заменяется турбулентным, который либо осуществляется, но значительно ниже по потоку, чем ламинарный, либо совсем отсутствует. Точка перехода перемещается по направлению к точке минимума, давления и затем переходит в конфузорную область слоя. Схематически это показано на рис. 218 для верхней поверхности крылового профиля с затянутым кон-фузорным участком слоя ( точка минимума давления примерно на 45 % хорды); там же для сравнения приведена кривая перемещения точки потери устойчивости. [51]
С возрастанием рейнольдсова числа точка перехода перемещается вверх по потоку и оказывается расположенной выше по потоку, чем точка отрыва. При этом ламинарный отрыв перестает осуществляться и заменяется турбулентным, который либо образуется, но значительно ниже по потоку, чем ламинарный, либо совсем отсутствует. Точка перехода перемещается по направлению к точке минимума давления и затем переходит в конфузорную область слоя. Схематически это показано на рис. 201 для верхней поверхности крылового профиля с затянутым конфузорным участком слоя ( точка минимума давления примерно на 45 % хорды); там же для сравнения приведена кривая перемещения точки потери устойчивости. [52]
Для аппроксимации профиля скоростей был взят полином одиннадцатой степени. Численное интегрирование двух совместных дифференциальных уравнений, определяющих оба свободных параметра, конечно, требует значительно большего времени, чем интегрирование одного уравнения при однопараметрическом способе. В связи с этим было предложено производить расчет пограничного слоя до точки минимума давления однопараметрическим способом, а дальше - двухпараметрическим способом. Вигхардтом для отдельных примеров, с точными решениями показало, что новый способ дает хорошие результаты вплоть до точки отрыва. [53]
Изложенный в предыдущем параграфе простой эмпирический прием, оказавшийся пригодным для расчета сопротивления трения в турбулентном пограничном слое на пластине с характерными для нее гладкими профилями скоростей в сечениях слоя, станет недостаточным при появлении нового фактора - обратного перепада давления. При одном взгляде на семейство кривых, показанное на рис. 260, можно сразу заметить характерное для диффузорного участка пограничного слоя возникновение на профилях скорости перегибов, все более и более ярко выраженных при приближении к точке отрыва. Отрыв турбулентного пограничного слоя располагается гораздо ниже по потоку от начала диффузорной области - точки минимума давления, - чем отрыв ламинарного пограничного слоя. Физически это объясняется тем, что турбулентное трение между отдельными жидкими слоями, внутри пограничного слоя значительно интенсивнее, чем трение в ламинарном пограничном слое; при прочих равных условиях это усиливает увлечение внешним потоком пристеночной жидкости и приводит к затягиванию отрыва. Аналогичным объяснением служит большая заполненность турбулентных профилей скорости по сравнению с урезанными ламинарными профилями, что имеет следствием перераспределение кинетической энергии в сторону ее увеличения в пристеночных слоях и является причиной затягивания отрыва. Ламинарный пограничный слой, как правило, отрывается в небольшом по сравнению с турбулентным слоем удалении от точки минимума давления. Большая продольная протяженность диффузионной области турбулентного пограничного слоя и сравнительно с ламинарным слоем значительное удаление точки отрыва от точки минимума давления служит одной из причин трудности теоретического предсказания расположения точки отрыва на поверхности тела. [54]
Изложенный в предыдущем параграфе простой эмпирический прием, оказавшийся пригодным для расчета сопротивления трения в турбулентном пограничном слое на пластине с характерными для нее гладкими профилями скоростей в сечениях слоя, станет недостаточным при появлении нового фактора - обратного перепада давления. При одном взгляде на семейство кривых, показанное на рис. 260, можно сразу заметить характерное для диффузорного участка пограничного слоя возникновение деформации профилей скорости, все более и более ярко выраженной при приближении к точке отрыва. Отрыв турбулентного пограничного слоя располагается гораздо ниже по потоку от начала диффузорной области - точки минимума давления - чем отрыв ламинарного пограничного слоя. Физически это объясняется тем, что турбулентное трение между отдельными жидкими слоями внутри пограничного слоя значительно интенсивнее, чем трение в ламинарном пограничном слое; при прочих равных условиях это усиливает увлечение внешним потоком пристеночной жидкости и приводит к затягиванию отрыва. Аналогичным объяснением служит большая заполненность турбулентных профилей скорости по сравнению с урезанными ламинарными профилями, что имеет следствием перераспределение кинетической энергии в сторону ее увеличения в пристеночных слоях и является причиной затягивания отрыва. Ламинарный пограничный слой, как правило, отрывается в небольшом по сравнению с турбулентным слоем удалении от точки минимума давления. Большая продольная протяженность диффузорной области турбулентного пограничного слоя и сравнительно с ламинарным слоем значительное удаление точки отрыва от точки минимума давления служит одной из причин трудности теоретического предсказания расположения точки отрыва на поверхности тела. [55]
С другой стороны, кривые для западновиргинских углей с низким выходом летучих давали резкий наклон к точке минимума давления около 450 - 475 и очень малый наклон при удалении от минимума по мере повышения температуры коксования. Последние части этих кривых вблизи 475 - 575 были почти горизонтальны в случае лучших коксующихся углей с низким выходом летучих; увеличение наклона кривой рассматривалось как показатель пониженной коксующей способности. [56]
Перемена знака этой величины вызывает невязкую неустойчивость. Критерий Гертлера показывает, что при рассматриваемых здесь двумерных возмущениях неустойчивость на выпуклых стенках возникает немного впереди точки минимума давления, а на вогнутых стенках, наоборот, немного позади точки минимума давления. Однако в целом влияние кривизны стенки на течение в пограничном слое в том случае, когда отношение 8 / R 1 ( 8 - толщина пограничного слоя), очень мало. При течении вдоль вогнутой стенки значительно важнее другой вид неустойчивости, вызываемый некоторыми трехмерными возмущениями. Этот вид неустойчивости будет рассмотрен в § 6 настоящей главы. [57]
 |
Изображен резуЛЬ - Разных числах Рейнольдса Re U l / v ( Г есть полупе. [58] |
С увеличением угла атаки минимум давления на подсасывающей стороне профиля становится все более и более выраженным и при этом перемещается вперед, к носику профиля; на напорной стороне наблюдается обратная картина: минимум давления становится все более и более расплывчатым и при этом перемещается назад. Следствием этого является перемещение нейтральной точки при увеличении угла атаки на подсасывающей стороне вперед, а на напорной стороне - назад. При этом на подсасывающей стороне нейтральные точки для всех чисел Рейнольдса лежат, вследствие резко выраженного минимума давления, близко от точки минимума давления, а на напорной стороне, где минимум давления выражен очень нечетко, далеко одна от другой. Из рис. 17.8 отчетливо видно решающее влияние распределения давления на положение нейтральной точки: даже при очень больших числах Рейнольдса положение нейтральной точки ( следовательно, и точки перехода) впереди точки минимума давления почти не изменяется, в то время как позади точки минимума давления обычно сразу возникает неустойчивость, следовательно, и переход ламинарного течения в турбулентное. [59]
Эта точка и является точкой отрыва 5 пограничного слоя с поверхности кругового цилиндра. Отсюда нельзя сделать вывод, что отрыв происходит в конфузорной части пограничного слоя. Как уже упоминалось ранее, минимум давления в действительном обтекании находится примерно в точке с угловой координатой 70, так что точка отрыва расположена ниже по потоку, чем точка минимума давления, в диффузорной части слоя. [60]
Страницы: 1 2 3 4 5