ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Выбор турбулизатора, фиксирующего переход ламинарного пограничного слоя в турбулентный из "Турбулентный пограничный слой" Рассмотрим механизм воздействия турбулизатора на ламинарно-турбу-лентный переход, [4.76]. [c.292] При Рба Рбпу переход не наступает при любом значении е. В этом случае переход возможен только при установке на обтекаемую поверхность турбулизатора. [c.294] Переход начинается сразу же за турбулизатором, если Ре равно или больще минимального числа Рейнольдса для турбулентного течения. [c.294] Если в месте установки турбулизатора Ре , Рет1п дополнительного приращения толщины потери импульса А 5 в пограничном слое не требуется, и роль турбулизатора сводится в основном к созданию возмущений, которые и приведут к возникновению турбулентности. [c.294] Таким образом, при выборе размеров и типа турбулизатора следует исходить из оценки не только возмущений, создаваемых турбулизатором, но и сопротивления, которым он обладает. [c.294] Оценим размеры проволочного турбулизатора, установленного вблизи передней кромки пластины, обеспечивающего необходимое приращение А Ре при Ре7 Ре , . [c.294] Широкое использование проволочного турбулизатора в экспериментальной практике обусловлено высоким качеством заводского изготовления проволоки любого диаметра, что обеспечивает постоянство высоты турбулизатора по размаху обтекаемой модели. Турбулизатор, выполненный из ленточной полоски, расположенной перпендикулярно к набегающему потоку, позволяет получить то же сопротивление, что и у проволочного турбулизатора, при высоте полоски в два раза меньшей диаметра проволоки. Тем не менее он не получил распространения в экспериментальной практике из-за трудностей, связанных с закреплением этой полоски на модели и обеспечением одинаковой высоты полоски по размаху модели. [c.294] Для проволочного турбулизатора, полностью утопленного в пограничном слое, коэффициент сопротивления Со равен примерно 2/3 от сопротивления проволоки, помещенной в однородный поток. При этом для плохообтекаемых тел значение Со слабо зависит от чисел Ре и М (исключая околозвуковую область), и в практических расчетах коэффициент сопротивления для проволочного турбулизатора можно принять величиной постоянной, равной 0,75 (см. [4.73]). [c.295] Если в выражении (4.82) для числа Рейнольдса, определяемого по высоте турбулизатора, произвести замену характерной длины /С/оо на и/пг, то вместо Ред = Uooh.li получим более универсальный параметр Ред. = Пт-Н/и, где динамическая скорость Пт = р определяется в месте установки турбулизатора в ламинарном пограничном слое. [c.295] В опытах Фейджа и Престона (см. [4.71]) было установлено, что наименьшая высота шероховатости, при которой переход ламинарной формы течения в турбулентную происходит сразу же за турбулизатором (х = жд), соответствует значению параметра Ред 20. [c.295] Можно полагать, что для проволочного турбулизатора, установленного в потоке сжимаемого газа, сохраняется то же значение универсального параметра (Ре(, )ги = 20, что и в несжимаемом потоке, если при расчете плотности и вязкости потока (ри, и ) использовать некоторую условную температуру — например, температуру Тц, обтекаемой стенки. [c.295] Метод условной температуры нашел широкое применение в инженерной практике расчета турбулентного пограничного слоя [4.70] и его использование в случае ламинарного пограничного слоя, в котором влияние сжимаемости на величину т/ ш существенно меньше, чем в турбулентном пограничном слое, можно считать оправданным, особенно при сравнительно небольших сверхзвуковых числах М 3. [c.295] Результаты расчета Ред по соотношению (4.86) приведены на рис. 4.57, откуда видно, что турбулизатор в виде ряда сферических элементов примерно на 30% менее эффективен, чем проволочный турбулизатор той же высоты. Кроме того, ряд из сферических элементов шероховатости не позволяет тур-булизировать пограничный слой при Ре/, Ре у, в то время как проволочный турбулизатор позволяет это сделать за счет внесения в поток дополнительного сопротивления. При выборе параметра Ред необходимо учитывать его зависимость от формы поперечного сечения турбулизатора. Для турбулизаторов удобообтекаемой формы значение ПгЬ/и будет выше, чем у проволочного, а для остроконечного (плохообтекаемого) турбулизатора — наоборот, меньше. По данным опытов ЦАГИ [4.76] и материалам, приведенным в [4.73], в случае куполообразного поперечного сечения турбулизатора, (которое обычно имеет место, когда проволока фиксируется на поверхности с помощью клея) значение Ред в 1,5 раза больше, чем у проволочного (без клея), и примерно равно 30. [c.297] На рис. 4.58 представлены результаты расчета Ред = /(М) для разных значений единичного числа Рейнольдса (/оо/ оо при установке турбулизатора на расстоянии ж = 20 мм от передней кромки пластины. Расчет проведен для турбулизаторов с круглым (Ред = 20) и куполообразным (Ред, = 30) поперечным сечением. Как видно, с ростом числа М и единичного числа Рейнольдса С/оо/ оо значение Ред заметно возрастает. [c.298] Измерялось распределение разности давлений (Ро — Рст) вдоль х на средней линии пластины в условиях, когда турбулизатор установлен и когда он отсутствует. Здесь Ро — показания трубки полного напора, скользящей по поверхности пластины вдоль оси х, а Р — статическое давление на пластине. [c.299] Высота проволочного турбулизатора, вычисленная по формуле (4.84) при ит Ь/иу, = 30, соответствует значению /г = 0,17мм, что согласуется с опытными данными, приведенными на рис. 4.59. [c.300] Вернуться к основной статье