Высота - бугорок - шероховатость
Cтраница 2
Несколько идеализируя и вместе с тем обобщая понятие шероховатости, представим себе, что внутренняя поверхность трубы покрыта бугорками, имеющими вид зерен примерно одинакового размера. Обозначим через k высоту бугорка шероховатости ( практически среднюю высоту) и условимся называть величину А, выраженную в миллиметрах, абсолютной шероховатостью, а отношение высоты бугорка k к радиусу трубы а - относительной шероховатостью. [16]
Несколько идеализируя и вместе с тем обобщая понятие шероховатости, представим себе, что внутренняя поверхность трубы покрыта бугорками, имеющими вид зерен примерно одинакового размера. Обозначим через k высоту бугорка шероховатости ( практически среднюю высоту) и условимся называть величину k, выраженную в миллиметрах, абсолютной шероховатостью, а отношение высоты бугорка k к радиусу трубы а - относительной шероховатостью. [17]
Высота бугорков шероховатости при расчете коэффициентов трения крыльев и стоек при достаточно гладкой и чистой поверхности принимается еш 0 01 0 02 мм. При ухудшении поверхности крыльев высота бугорков шероховатости может быть увеличена до еш 0 03 0 06 мм. [18]
Следует отметить, что, кроме двух отмеченных случаев турбулентного движения жидкости, может встретиться и некоторый промежуточный случай как переходный между ними. Такой случай может иметь мест тогда, когда высота бугорков шероховатости Л имеет тот же порядок, что и толщина бпл. [19]
Наконец, во второй области, при больших числах Рейнольдса, высота бугорков шероховатости в несколько раз больше толщины ламинарного слоя; поэтому при обтекании бугорков здесь возникают вихри, которые поглощают кинетическую энергию потока и увеличивают сопротивление трубы. [20]
 |
Схема движения двухфазного потока. [21] |
Таким образом, в зоне / 77 влияние шероховатости стенок на гидравлическое сопротивление должно проявляться качественно так же, как и при движении однофазного потока, однако количественное отличие может иметь место. Дело в том, что на величину гидравлического сопротивления оказывает влияние не вся высота бугорка шероховатости, а только та его часть, которая выступает за пределы пленки жидкости. [22]
Иначе обстоит дело с турбулентным потоком. В последнем наиболее существенные изменения скорости и температуры ( при Pr l) происходят в непосредственной близости к стенке, на расстояниях, могущих быть соизмеримыми с высотой бугорков шероховатости. Как видно из фиг. [23]
Иначе обстоит дело с турбулентным потоком. В последнем наиболее существенные изменения скорости и температуры ( при Рг; 1) происходят в непосредственной близости к стенке, на расстояниях, могущих быть соизмеримыми с высотой бугорков шероховатости. Как видно из фиг. [24]
Результаты тарировочных экспериментов по определению коэффициента сопротивления при течении однофазного жидкого азота совпадают с известными зависимостями еж f ( ReH, d / k) для шероховатых труб с d / k 3000, где k - высота бугорков шероховатости. [25]
Таким образом, граничные условия к уравнениям движения и теплообмена при обтекании шероховатой поверхности оказываются неодинаковыми. Распределение скоростей в этом случае существенно зависит от торможения потока на бугорках шероховатости. Распределение же температур зависит как от торможения потока ( через поле скоростей), так и от теплопроводности в вязком подслое и в том случае, когда его толщина становится меньше высоты бугорков шероховатости. [26]
Например, на высоте свыше 200 км длина среднего свободного пробега молекул равна 3 м, что подтверждает сильную разреженность воздуха. Следовательно, представляется возможным наличие аэродинамических диссипативных сил. По современным представлениям [14], наиболее вероятен следующий механизм взаимодействия молекул набегающего потока с поверхностью КА, которая, как предполагается, имеет шероховатости и щели. Высота бугорков шероховатостей и ширина щелей должны быть соизмеримы с поперечными размерами молекул. Когда это нагревание прекращается, молекула выходит в космическое пространство с тепловой скоростью, равной тепловой скорости молекул корпуса КА. Так как эта тепловая скорость существенно меньше тепловой скорости наружных молекул, то можно идеализировать эту картину гипотезой абсолютно неупругого удара, когда молекулы полностью теряют свою энергию при столкновении с поверхностью корпуса КА и не отражаются. [27]
 |
Изменение относительного местного коэффициента трения в зависимости от интенсивности отсоса. [28] |
Однако чрезмерный отсос невыгоден из-за большого расхода газа, что вызывает дополнительные энергетические затраты, несмотря на некоторое снижение лобового сопротивления. В связи с этим необходимо определить минимальное количество отсасываемого газа, достаточное для сохранения пограничного слоя ламинарным. При этом важно учитывать, что в случае достаточно большой скорости отсасывания уменьшенная толщина пограничного слоя может стать соизмеримой с высотой бугорков шероховатости. В этих условиях возникает возможность потери устойчивости ламинарного пограничного слоя. [29]
Все рассмотренные формулы пригодны лишь для так называемой песочной шероховатости. Применять полученные формулы для расчета труб с другими типами шероховатостей можно в случае, если вместо значения А пользоваться величиной, эквивалентной относительной шероховатости As, которая определяется экспериментально. Величина эквивалентной относительной шероховатости может сильно отличаться от геометрической. Так, волнистой шероховатости с высотой всего 0 5 мм ( при диаметре трубы 500 мм) соответствует эквивалентная песочная шероховатость с высотой бугорка 10 - 20 мм. Это означает, что волнистая шероховатость вызывает значительно большее сопротивление, чем песочная с такой же высотой бугорков шероховатости. [30]
Страницы: 1 2 3