ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Влияние высокого уровня турбулентности набегающего потока на интегральные характеристики турбулентного пограничного слоя из "Турбулентный пограничный слой" Однако величина коэффициента к, полученная в разных опытах, имеет разброс от 2 до 5. Более того, в опытах [3.3, 3.4], где исследовалось влияние е на коэффициент теплоотдачи, который пропорционален коэффициенту поверхностного трения, было установлено, что интенсивность турбулентности потока практически не влияет на коэффициент теплоотдачи. [c.146] Экспериментально установлено, что использование параметра а приводит к уменьшению разброса опытных данных. Однако вопрос о количественной оценке зависимости а от Ь/6 остается нерешенным. [c.146] 7] исследовано также влияние числа Рейнольдса на зависимость f от е. Показано, что с уменьшением числа Re = рассчитанного по толщине потери импульса, влияние е на Сf уменьшается. [c.146] Однако в более поздних опытах [3.5] отмечается, что при определении параметра Р по формуле (3.3) влияние числа Re на A f/ fo учитывается не полностью. Поэтому в [3.5] было предложено вносить поправку на влияние числа Ре не только к значению е, но и к самой величине Д / o в формуле (3.2), что делает такой метод коррекции весьма громоздким. [c.147] Влияние неизотропности турбулентности и сжимаемости потока на процесс взаимодействия турбулентного пограничного слоя с турбулентностью набегающего потока исследовалось в [3.8] и [3.9]. Установлено, что неизотроп-ность и сжимаемость (при дозвуковых скоростях) не влияют на отношение A f/ fo Таким образом, имеющиеся в литературе опытные данные свидетельствуют о том, что характер воздействия степени турбулентности потока на коэффициент поверхностного трения в турбулентном пограничном слое определяется не только величиной е, но и соотношением между масштабом турбулентности потока L и толщиной пограничного слоя 6, а также числом Ре , характеризующим степень развития турбулентного пограничного слоя. [c.147] Однако результаты опытов [3.1, 3.2, 3.5], в которых исследовалось в отдельности влияние каждого из трех определяющих параметров течения в пограничном слое (е, L/ и Ре ) на величину С/, плохо соотносятся между собой, что исключает возможность правильной оценки совместного воздействия этих параметров на поверхностное трение. [c.147] Наиболее полно этот вопрос исследован в опытах ЦАГИ [3.10], где было проведено систематическое экспериментальное исследование совместного влияния всех трех определяющих параметров на значение С/ в турбулентном пограничном слое в широком диапазоне изменения каждого из трех параметров. [c.147] Величина е изменялась в опытах от 1,2 до 13,6%, отношение Ь/6 —от 0,5 до 8 и число Ре — от 350 до 3000. [c.147] Повышенный уровень турбулентности набегающего потока в аэродинамической трубе создавался путем установки в потоке крупноячеистых сеток — генераторов турбулентности с учетом рекомендаций, приведенных в 3.1.3. [c.147] Значения исходного коэффициента поверхностного трения /o на пластине в невозмущенном набегающем потоке (е 0) в зависимости от числа Re приведены на рис. 3.1а. Опытные точки аппроксимированы степенной зависимостью . [c.148] При экспериментальном определении приращения ДС/ = Сj — fo в условиях повышенного уровня турбулентности потока (е 0) величина С/о определялась по формуле (3.7). [c.148] Коэффициенты Л и Б, согласно опытам ЦАГИ, имеют значения А= 5,0 и В= 6,8 соответственно. [c.149] Традиционно считается [3.12], что функция следа характеризуется параметром определяющим максимальное отклонение профиля скорости от логарифмического закона, которое наблюдается при у 6. Из схемы, приведенной на рис. 3.2, видно, что величина равна разности между значением С/ в точке касания к измеренному профилю скорости штриховой линии, параллельной линии логарифмического закона, и значением на том же расстоянии от стенки. [c.149] Однако такое определение параметра функции следа неприемлемо в тех случаях, когда, например, измеренный профиль скорости располагается ниже логарифмического закона. Поэтому для большей определенности в качестве параметра, характеризующего функцию следа, в [3.10] использовалась разность АС/ между и значением скорости /лог. соответствующим логарифмическому закону, при у = 5. Такая замена оправдана тем, что в соответствии с данными [3.12, 3.13] значения А1/+ = и - (/лог) у=г /ит и А(/+ = - лог)тах/ит пропорциональны друг другу. [c.149] Результаты измерения приращения АСу/С/о как функции е приведены на рис. 3.3 с. Большой разброс опытных точек показывает, что одной переменной е явно недостаточно для того, чтобы охарактеризовать влияние турбулентности потока на С/. Необходимо учитывать также изменение масштаба турбулентности и числа Рейнольдса. О диапазоне изменения масштаба турбулентности в опытах можно судить по приведенной на рис. 3.3 б опытной зависимости L/ = /(е). [c.149] Такая форма учета Ь/5 и Ре обобщает ранее рассмотренные поправки (3.2) и (3.3). [c.151] Переменная Сэкв является физически оправданной величиной, поскольку в предельных условиях Ь/6 О и Ре — оо значение Сэкв стремится к действительному значению е. [c.151] Параметры а и 0 в соотношении (3.9) содержат постоянные коэффициенты а и 6, которые определяются опытным путем. [c.151] Наличие большого количества опытных точек (109), полученных в опытах 3.10], позволило статистическим путем определить оптимальные значения а = а и 6 = 6, при которых экспериментальная зависимость ДС/УС/о от экв характеризуется минимальным разбросом опытных точек. [c.151] Следует также отметить, что при экв экв наблюдается даже некоторое уменьшение поверхностного трения, т. е. отношение A f/ fo принимает отрицательные значения. Контрольные опыты показали, что этот результат не является ошибкой эксперимента и его следует рассматривать как закономерный. Можно полагать, что это обусловлено определенным соотношением между свойствами турбулентности набегающего потока и параметрами течения в пограничном слое. [c.152] Вернуться к основной статье