Слой трения пограничный

Рассмотрим ламинарное слоистое движение вязкой жидкости около неподвижной твердой стенки. На самой стенке скорость жидкости равна нулю, а вблизи стенки жидкость подтормаживается под действием сил вязкости. Эта область течения вязкой жидкости, расположенная около обтекаемого тела, называется пограничным слоем. Вне пограничного слоя влияние вязкости обычно проявляется слабо и картина течения близка к той, которую дает теория идеальной жидкости. Поэтому для теоретического исследования течения вязких жидкостей все иоле течения можно разбить на две области на область пограничного слоя вблизи стенки, где следует учитывать силы трения, и на область течения вне пограничного слоя, в которой можно пренебречь силами трения и поэтому применять закономерности теории идеальной жидкости. Следовательно, пограничный слой представляет собой такую область течения вязкой жидкости, в которой величины сил трения и инерции имеют одинаковый порядок. На основании этого можно оценить толщину пограничного слоя. [c.279]

При рассмотрении движения жидкости в кольцевой струе выше отмечалось, что если импульс струи (пропорциональный константе Ь) достаточно велик, то профили скорости и разности температур локализуются вблизи оси струи. Такое движение дает простейший пример пограничного слоя — свободный пограничный слой (по-другому, пограничный слой свободной струи). По определению, на границах этого слоя и неподвижной жидкости касательное напряжение трения т = 0. [c.29]

Если жидкость истекает из источника, расположенного в касательной плоскости к поверхности стенки, то получается движение типа пограничного слоя пристеночной струи [40]. Это пограничный слой занимает промежуточное положение по отношению к рассмотренным выше. Он обладает как свойствами струи, так и свойствами пристеночного слоя. Действительно, начальное значение интегральных характеристик движения (импульс, кинетическая энергия) в таком слое задается, как и в струе, источником в то же время на внутренней границе слоя трение отлично от нуля (см. п. 7). [c.30]

ГЛАВА Vin ГАЗОДИНАМИЧЕСКИЙ ПОГРАНИЧНЫЙ СЛОЙ, ТРЕНИЕ И ТЕПЛООБМЕН ПРИ ОБТЕКАНИИ ТЕЛ (ВНЕШНЯЯ ЗАДАЧА) [c.230]

Рассмотрим второй предельный случай движения потока газа или жидкости при обтекании твердых тел, когда силы вязкости пренебрежимо малы, что справедливо при больших значениях числа Рейнольдса. В этом случае уравнения Навье — Стокса упрощаются на основании следуют,их рассуждений [2] на некотором расстоянии от обтекаемого твердого тела вследствие малой вязкости в потоке преобладают силы инерции, причем жидкость не скользит по поверхности тела, а как бы прилипает к ней. Переход от скорости, равной нулю, к скорости Шо на некотором расстоянии от обтекаемой поверхности происходит постепенно в пограничном слое, называемом иногда слоем трения. В этом слое градиент скорости йт/йу в направлении, перпендикулярном обтекаемой поверхности, очень велик, а поперечная составляющая скорости Шу очень мала по сравнению с Wx, и в уравнениях Навье — Стокса, записанных для двухмерного стационарного ламинарного пограничного слоя несжимаемой жидкости [c.110]

Ландау и Лифшиц [212], Шлихтинг [283]). Это сложные нелинейные уравнения движения, точные решения которых известны только для особых случаев (потоки в трубе и около вращающегося диска, очень медленное обтекание шара). Как показал Прандтль, когда поток жидкости обтекает твердые тела, в слое жидкости, прилегающем к их поверхности и называемом пограничным слоем, возникают большие градиенты скорости течения. Рассматривая движение жидкости в этом слое, следует учитывать трение (вязкость) вне пограничного слоя трением можно пренебречь. Такой приближенный анализ позволяет упростить уравнения движения жидкости в пограничном слое, которые все [c.512]

Первая модель пограничного слоя трения во вращающейся жидкости была разработана в 1905 г. Экманом [186] для вязкой жидкости, движущейся ламинарно. В этом случае напряжение (X, У) пропорционально сдвигу, т. е. [c.23]

Получены опытные данные по влиянию высокого уровня турбулентности потока на результаты измерений интегральных характеристик турбулентного пограничного слоя (трение и теплообмен). [c.6]

По некоторым литературным данным, рыбы-лоцманы иногда сопровождают корабли [29] на тысячи миль. В свете изложенного ясно, что движение-лоцманов в пограничном слое трения кораблей обеспечено еще лучше слой трения тут превышает 100 см, и полностью отсутствуют поперечные колебания, которые неизбежны при движении акулы. [c.974]

Как показывают многочисленные опыты, скорость потока, обтекающего тело, изменяется в направлении нормали к его поверхности так, как это схематично изображено на рис. 1.8. Величина скорости изменяется практически от нуля у поверхности тела до скорости во внешнем потоке. Толщина слоя, в которой происходит изменение величины скорости, сравнительно невелика. Этот слой называется пограничным. Градиент скорости dw/dn у самой поверхности тела велик, чем и объясняются сравнительно большие силы трения, несмотря на малую величину коэффициента вязкости, [c.18]

При ламинарном течении шероховатость не оказывает влияния на сопротивление трения. При турбулентном течении шероховатость начинает проявляться, как только толшина граничного слоя приближается к высоте выступа б. Если значение б превышает толщину пограничного слоя, то коэффициент сопротивления зависит только от шероховатости стен и не зависит от критерия Ке. В этом случае [c.171]

Теперь допустим, что величина йтр была получена для диффузора относительной шириной Ь. Момент трения М определяется главным образом трением в относительно тонком пристеночном пограничном слое, а в ядре потока вязкость газа на его движение практически не влияет. Поэтому в первом приближении положим, что у диффузора, отличающегося только шириной Ь [, момент трепия будет таким же, хотя производительность может значительно отличаться (параметры этого диффузора обозначим двумя штрихами). Выделив нз уравнения (4.16) момент М и приравняв правые части, получим [c.158]

Аналитическое исследование гидродинамики и массообмена в каналах с отсосом или вдувом проводят для ламинарных течений интегрированием системы уравнений (4.1)—(4.4), для турбулентных — на основе дифференциальных и интегральных соотношений модели пограничного слоя при этом основные результаты по коэффициентам трения и числам массообмена обычно представляют в форме относительных законов сопротивления и массообмена [1—3] [c.123]

Результаты вычислений профиля скорости / (л), поверхностного трения /"(1) и градиента давления К в плоском канале при стабилизированном течении представлены на рис. 4.1 и 4.2 по данным [1, 9]. Качественно влияние отсоса (вдува) коррелируется с тем, что было установлено для автомодельных пограничных слоев на пластине [6] отсос (Rev>0) делает профиль скорости более заполненным, а градиенты скорости на стенке большими при вдуве (Rev<0) картина обратная — профиль осевой скорости вытягивается, но градиенты скорости на стенке меняются незначительно. [c.128]

Решение этой задачи при симметричном отсосе (вдуве) искали различными методами (11—15] результаты численного решения уравнений пограничного слоя представлены на рис. 4.3 п 4.4. На рисунках показаны коэффициенты трения и изменение давления вдоль осевой линии канала ДР как функции преобразованной продольной координаты при этом использованы следующие безразмерные комплексы [c.129]

При больших значениях Не толщина ламинарной пленки пограничного слоя настолько мала, что не влияет на поверхностное трение. При этом структура потока и потери напора являются функцией относительной шероховатости труб. [c.61]

Скорости движения каждой фазы отличаются по величине и направлению. Вследствие вязкости жидкости последняя будет оказывать тормозящее действие противоположно направленному потоку. Так как у поверхности раздела имеются разнонаправленные векторы скоростей, образующие пары сил, то происходит вращение слоев потоков у поверхности раздела (рис. 77) с последующим вымыванием этих слоев в вихри. Интенсивность торможения потока пропорциональна энергии основных возмущений торможения. Таким образом, трение между потоками поведет к тому, что пограничные слои газа и жидкости будут пронизываться вихрями. В газовом и в жидкостном потоках возникающие на поверхности вихри под действием силы Жу- [c.139]

Уравнения (3. 13), (3. 15), (3. 16), (3. 17) и (3. 18) не учитывают не только потери на трение, но и влияние еще ряда факторов. В первую очередь сюда относится влияние соседних с колесом участков проточной части, вторичных токов в пограничных слоях у дисков, а также углов атаки на входе, изменяющихся с изменением режима. [c.65]

Изложенная схема явлений представляется необоснованной прежде всего потому, что влияние трения распространяется здесь в равной мере на ядро потока и на пограничные слои. Более [c.177]

За последние 15 лет советскими и зарубежными учеными выполнены обширные теоретические и экспериментальные исследования в области трения, тепло- и массообмена при вдуве газа в пограничный слой или при отсасывании его через пористую стенку. Между этими процессами и процессами тепло- и массообмена при конденсации пара из парогазовой смеси существует аналогия, основанная на том, что их интенсивность зависит как от условий обтекания внешним потоком поверхности обмена, так и от плотности поперечного потока вещества. [c.160]

Налипание частиц на стенки камеры при использовании закрученного потока в распылительной сушилке предотвращают созданием прямолинейного движения распыленного продукта на начальном участке камеры. На этом участке пути влажные частицы подсыхают и утрачивают способность налипать на стенки. В дальнейшем подсушенные частицы продолжают движение в пристенной области. При этом частицы испытывают силы трения, реакцию стенки, аэродинамические подъемные силы, которые активно действуют на пограничный слой и турбулизируют его. [c.154]

При обтекании невязкой жидкостью сопротивление трения равно нулю. Однако в невязком (дозвуковом) течении отсутствует также и сопротивление давления. Этот результат известен в литературе как парадокс Даламбера. В потоках с большими числами Рейнольдса, когда применима концепция пограничного слоя, иа достаточно тонких телах с гладкой поверхностью отрыв может не наступить. В этом случае распределение давления по поверхности описывается теорией невязкого потенциального течения, из которой и следует нулевое сопротивление давления. Расчет течения в пограничном слое на таком теле позволяет найти распределение поверхностного трения Тщ, (л) и, следовательно, коэффициент сопротивления. [c.136]

В качестве высокомолекулярных добавок используют полиокс, полиакриламид, некоторые спирты (пропиловый, глицерин, поливиниловый и др.). Эти соединения обеспечивают "эффект Томсона" - снижают сопротивление трения в турбулентном потоке при концентрации 0,001-0,03%. Кроме снижения гидравлического сопротивления, уменьшаются поперечные пульсации и увеличивается толщина пограничного слоя, что благоприятно изменяет режим течения пристеночного слоя раствора. Отмеченные свойства позволяют повысить компактность и удельную мощность водяной струи, содержащей полимерные добавки, на значительном удалении от сопла (3-4 м). Выполненные авторами эксперименты по разрушению образцов нефтяного кокса струей водного раствора полиакриламида концентрацией 0,02% на опытном стенде позволили установить общую зако- / номерность повышения эффективности разрушения по сравнению с чистой струей воды. [c.194]

У самой поверхности скорость потока равна нулю, затем она возрастает в танком слое толщиной б, пока не достигает некоторото постоянного значения. Это явление, весьма важиое для гидродинамики и теории теплоо бмена, было впервые устан овлано Людвигом Прандтлем в 1904 г. в его знаменитой теории пограничного слоя. Терман пограничный слой для тонкого слоя с резким увеличением скорости был также предложен Прандтлем. За пределами пограничного слоя градиент скорости, нормальный к направлению потока, обычно настолько мал, что вязкостью можно пренебречь. Таким образом, поток можно разделить на две зоны, а именно на пограничный слой, где наблюдается действие вязкости, и <на оановное ядро потока за пределами пограничного слоя, оде течение происходит практически без трения и поэтому для каждой струи потока справедливо уравнение Бернулли. Тот факт, что попран ичный слой делит поток на зоны и, таким образом, вносит изменение в режим основного ядра потока, будет подробнее рассматриваться ниже. [c.161]

Неоднородность распределения соотношения компонентов (трубки тока) 2. Неполное выделение энергии 3. Многофазность потока, наличие твердых частиц 4. Двумерность потока, криволинейность и рассеивание 5. Конечные скорости реакции, химическая неравновесность 6. Пограничный слой, трение, теплопередача 0 5 1—5 Не рассматривалось 0,1—3 0,1 — 10 0,5—5 [c.170]

Пары масла, образующиеся в рёзультатё взаимных столкновений молекул при выходе паровой струи из верхнего сопла насоса. Взаимные столкновения молекул, особенно в верхних слоях струи, вызывают обратную миграцию некоторых из них в сторону впускного отверстия насоса. Это связано с тем, что молекулы пара помимо поступательного движения в направлении струи совершают также тепловые хаотичные движения. Часть этих хаотичных перемеш,ений молекул на- j -правлена в сторону, противоположную поступательному движению струи, поэтому молекулы, у которых тепловая скорость больше поступательной скорости струи пара на выходе из сопла, движутся в противоположном пару направлении, образуя так называемую паровую опушку струи. Возникновению этой опушки способствует также трение пограничного слоя струи о неподвижные стенки сопла, вызывая турбулентные завихрения. В конечном счете, на выходе из сопла часть молекул пара огибает его кромку и движется в направлении выпускного отверстия насоса. [c.7]

Между тем рыба-лоцман может надежно обеспечить совместное плавание акулой необычным путем. Этот вопрос исследован в статье В. В. Шулейкина [27] исходя из теории так называемого пограничного слоя (иначе, слоя трения). Всякое тело, движущееся в воде или в воздухе, обволакивается таким слоем, в пределах которого скорость жидкости или соответственно газа резко меняется при удалении по нормали от поверхности твердого тела в окружающую среду. В частности, работая над методами расчета дирижаблей, гидродинамики показали, что толщина Д слоя трения вокруг сигарообраз-лого тела связана с длиной тела L и числом Re [c.971]

Полагая длину тела акулы Ь равной 185 см, найдем, что на расстоянии 33 см от конца хвоста толщина пограничного слоя трения достигает около 4 см, а на расстоянии 28 см от конца хвоста — около 4,5 см. Как известно, в пределах этого слоя скорость движения воды меняется по сложному криволинейному закону, который должен еще более осложниться при наличии в этом слое тела лоцмана. Однако можно поручиться, что шрилипание внутренней границы слоя трения к корпусу акулы должно обеспечить лоцману движение вперед со скоростью акулы ведь вода на поверхности раздела с телом акулы движется с этой скоростью. Ширина же корпуса самого лоцмана такова, что она вмещается в пределах слоя трения даже в рассмотренном примере. [c.972]

Рейнольдсово число здесь Ке = 12 10 , а соответствующее ему значение показателя степени в (125) п = 1 (по работе [28]). Произведя пересчет кривой 1 К. К. Федяевского, воспроизведенной на рис. 629, найдем кривую 3, В частности, на расстоянии 180 см от конца хвоста 12-метровой акулы толщина пограничного слоя трения достигает около 23 см. Очевидно, что в пределах такого слоя легко вместится даже большой лоцман, ширина тела которого не превосходит 8 см. [c.972]

При наличии в жидкости трения около тела, которое обтекается жидкостью, образуется так называемый пограничный сло11 121. Толщина этого слоя зависит от вязкости данной жидкости, и чем больше вязкость, тем больше толщина пограничного слоя. Пограничный слой служит своего рода прослойкой (поверхностью раздела) между всем остальным потоком и омываемым цилиндром и если в точках а и а имеется повышенное давление, то оно передайся телу через пограннч- [c.100]

С помощью этой формулы поверхностное трение можно иайти непосредетвенио по раси )еделению давления во виепн)ем течении. Формула получена для пограничного слоя с положительным градиентом давлеиия. В ией предполагается известным поверхностное трение тд в точке минимума давления (индекс В). Уравнение (166) позволяет найти X,)— фиктивное положеиие начальной точки. Отрыв наступает при [c.113]

Влияние функции ri , В е.муч.зс h С onst уравнения (И 9а) и (1(- 9б) становятся несвязанными, а коэффициент трения перестает зависеть от распределения температуры в пограничном слое. [c.114]

Отсос увеличивает поверхностное трение вдув уменьшает его. Оказывается, что прн —0,8757 поверхностное трение становится равн1)1м нулю и наступает отрыв пограничного слоя. При —0,8757 решений пс существует. Функция ат-(Рг) в уравнении (179) зависит также от параметра /да, поэтому и характерная температура является функцией параметра массообмена [c.115]

Эффекты более высокого порядка. Теория пограничного слоя Прандтля позволяет получить асимптотическое решение, справедливое в пределе Ке .- -оо. Практически формула (177) и аналогичные ей применимы для значений КСд >10 . Для получения решения в области меньших чисел Рсйнольдса необходимо использовать теорию пограничного слоя более высокого порядка 86]. При обтекании плоской пластины наиболее существенные поправки теории Прандтля относятся к области течения вблизи передней кромки. В теории Прандтля бесконечная и конечная плоские пластины никак не различаются. Теория же высшего порядка позволяет получить следующее выражение для коэффициента трения пластины конечной длины [88] [c.115]

Условия подготовки и формирования водяной струи высокого давления. Дисперсия механической энергии движущегося с большой скоростью потока внутри твердых границ осуществляется молекулярным переносом. Главная часть градиента скорости сосредоточена в пограничном слое. Источниками возмущений в пристеночной области пограничного слоя являются бугорки (выступы) шероховатости, которые усиливают завихренность поступающего потока. Состояние поверхности струеформирующих каналов существенным образом влияет на положение точки перехода ламинарного пограничного слоя в турбулентный, а следовательно, и на гидродинамические характеристики водяной струи [212, 22 З]. С увеличением средней скорости noToj a отношение толщины вязкого подслоя к величине абсолютной шероховатости, являющееся критериальным условием режима течения, снижается тем интенсивнее, чем хуже состояние поверхности. Так, в стволе гидравлического резака диаметром 0,05 м при средней скорости потока 25 м/с с увеличением абсолютной шероховатости с 0,1 до 100 мкм (т. е. в 1000 раз) толщина вязкого подслоя снижается только в 1,5 раза (с 12 до 8 кжм), коэффициент гидравлического трения увеличивается в 2 раза (с 0,011 до 0,023), линейная скорость на границе вязкого подслоя увеличивается в 1,5 раза (с 12 до [c.168]