Пограничный с градиентом давления

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]

Увеличение поперечного сечения по длине диффузора обусловливает уменьшение средней скорости течения и, согласно уравнению Бернулли, повышение статического давления. Таким образом, вдоль диффузора устанавливается положительный градиент давления, вызываюш,ий силу, которая направлена против основного течения. Статическое давление, повышающееся вдоль диффузора, одинаково по всему поперечному сечению, включая область, непосредственно прилегающую к стенке, тогда как скорости распределены по сечению неравномерно и снижаются до нуля у стенки. Вследствие того, что по длине диффузора скорость течения продолжает уменьшаться, при определенных значениях и возникает состояние, при котором запас кинетической энергии потока в пограничном слое становится недостаточным для преодоления давления, характеризующегося положительным градиентом, и поток отрывается от стенок (рис. 1.21, а). [c.27]

Дальнейшее увеличение числа Ке характеризуется тем, что происходит турбулизация течения в оторвавшемся пограничном слое. В соответствии с этим профиль скорости в слое становится полнее, т. е. оторвавшийся пограничный слой начинает расширяться в сторону стенки диффузора, что в итоге снова приводит к присоединению слоя к стенке. Однако при положительном градиенте давления турбулентный пограничный слой отрывается от стенки, но уже дальше по потоку, поэтому зона турбулентного отрыва получается значительно меньше зоны ламинарного отрыва. [c.30]

В расширяющемся диффузорном потоке происходит (при скоростях, меньших скорости звука) уменьшение средней скорости в направлении движения с соответствующим повышением давления. Это повышение давления распространяется на все сечение, включая и пограничный слой. Градиент давления здесь положительный и среда движется из области с более низким давлением в область более высокого давления. Движение в пограничном слое происходит частично за счет собственной кинетической энергии и частично за счет энергообмена со слоями, лежащими в ядре потока. Вследствие того что скорость непрерывно уменьшается в направлении движения, наступает момент, когда в пограничном слое имеющейся кинетической энергии недостаточно, чтобы преодолеть положительный градиент давления. Движение в пограничном слое останавливается или даже приобретает обратное направление, т. е. происходит отрыв потока от стенки. [c.18]

Начало отрыва потока в диффузорном канале зависит от толщины пограничного слоя и от градиента давления Никурадзе [c.18]

Толщина пограничного слоя и градиент давления зависят от длины и угла расширения диффузора, а также частично от формы поперечного сечения. Очевидно, что от этих же факторов зависит и форм-параметр и начало отрыва. Кроме того, сильное влияние оказывает состояние потока (степень турбулентности, толщина пограничного слоя) на входе в диффузор. [c.19]

Как следует из соотношения (20), давление поперек пограничного слоя остается постоянным. Поэтому продольные градиенты давления в пограничном слое и во внешнем потоке совпадают. Дифференцируя по х интеграл Бернулли ( 4 гл. I), который связывает значения давления и скорости при течении идеального газа, получим [c.289]

Рис. 6.11. Распределение скорости в пограничном слое при наличии градиента давления во внешнем потоке

При наличии градиента давления во внешнем потоке течение в пограничном слое становится более сложным, чем при обтекании плоской пластины. Так как давление остается постоянным поперек пограничного слоя, то влияние градиента давления во внешнем потоке распространяется на весь пограничный слой. Это влияние в основном сводится к изменению профиля скорости в пограничном слое. [c.329]

При достаточно большом положительном градиенте давления во внешнем потоке слои жидкости вблизи стенки могут остановиться и даже начать двигаться в обратном направлении, т. е. происходит отрыв пограничного слоя (рис. 6.4). Сечение пограничного слоя, начиная с которого возникает обратное движение жидкости, носит название точки отрыва пограничного слоя. В этой точке вьшолняется соотношение [c.331]

Для определения распределения параметра вдоль обтекаемой поверхности, кроме параметров внешнего потока, необходимо знать характерный размер пограничного слоя (например толщину вытеснения). Расчет пограничного слоя при наличии градиента давления во внешнем потоке является довольно сложной задачей, так как в этом случае профили скорости (и температуры) будут зависеть от градиента давления и изменяться от сечения к сечению. [c.338]

Для ламинарного пограничного слоя как несжимаемой жидкости, так и сжимаемого газа при переменном давлении во внешнем потоке существуют различные методы расчета. Наиболее точные методы основываются на численном интегрировании дифференциальных уравнений и требуют применения вычислительных машин. Для турбулентного пограничного слоя несжимаемой жидкости разработаны приближенные, полуэмпирические методы расчета. В случае небольшого градиента давления во внешнем потоке расчет турбулентного пограничного слоя сжимаемой жидкости может быть произведен при условии, что влияние градиента давления учитывается лишь в интегральном соотношении количества движения (59). При этом считается, что профили скорости и температуры, а также зависимость напряжения трения от характерной толщины пограничного слоя имеют такой же вид, как и в случае обтекания плоской пластины. [c.338]

В сторону роста давлений, что, как указывалось в гл. VI, при больших градиентах давления приводит к возможности отрыва пограничного слоя. [c.28]

Наибольшие нарушения течения произойдут в пограничном слое плоских стенок, ограничивающих поток. Уменьшение скорости в этом слое приведет к тому, что градиент давления, который в пограничном слое остается таким же, как в ядре течения, уже не будет больше уравновешиваться центробежной силой. Вследствие этого в пограничном слое начнется перетекание жидкости в направлении градиента давления от вогнутой стенки к выпуклой. Интенсивность этого перетекания возрастает по мере приближения к стенке. Действительное наличие такого пе- [c.103]

Лиз в работе [ ] получил уравнения пограничного слоя для систем, в которых учитывается градиент давления и кинетическая энергия и сохранено предположение о бинарной диффузии, но числа Прандтля, Шмидта и Льюиса могут отличаться от единицы. В работе Лиза подчеркивается, насколько полезным может быть предположение о том, что Рг = 5с = Ье = 1. Обсуждение важности этих допущений можно найти также в работе Р]. Лиз рассмотрел также вопрос о пределах применимости используемых в теории пограничного слоя допущений о пренебрежимо малой роли диффузии, вызванной градиентом давления, и термодиффузии, а также предположения о равенстве коэффициентов бинарной диффузии для всех пар компонентов. [c.390]

Полученный результат суть сле/.ствие того факта, что в уравнение энергии для пограничного слоя — третье уравнение системы (1.52)— градиент давления явно не входит. [c.44]

I Решение Польгаузена недостаточно точ-%о для пограничных слоев с положительными градиентами давлений. Для этих случаев может быть рекомендован метод Кочина— Лойцянского [23, 301. [c.52]

На рис. 5.3.10,0 видно, что вблизи поверхности жидкость, нагреваемая теплой стенкой, становится легче окружающей жидкости и накапливается на поверхности. Единственной движущей силой снова является сила, связанная с полем давления, индуцированным выталкивающей силой < 0. Градиент др/дх также отрицателен из-за утоньшения слоя с ростом х. Под действием этого градиента давления жидкость течет вовне и стекает с краев пластины. В условиях стационарного течения устанавливается такой пограничный слой, что максимальная его толщина имеет место в середине пластины и уменьшается к краям. Это течение в корне отличается от притекания к оси от краев и дальнейшего развития течения типа пограничного слоя, образующегося на нагретой горизонтальной поверхности, обращенной вверх. Здесь S О при л = О и обе величины, сила и производная db/dx, отрицательны. [c.248]

Границы изменения п находят из условия, что суммарное количество тепла Q, переносимое локально конвекцией, в случае tQ < /оо при увеличении л должно либо возрастать, либо оставаться постоянным. Применяя это условие совместно с физическими соображениями относительно величины и знака градиента давления, а также характера изменения толщины пограничного слоя, можно найти, что значение п должно изменяться в диапазоне —1/(2<7) < п< 2/д. Для изотермической поверхности /г = 0 при постоянной плотности теплового потока на стенке = 2/(<7 + 5). В общем местное число Нуссельта выражается формулой [c.539]

Было рассчитано влияние выталкивающей силы на характеристики течения в пограничном слое на плоской горизонтальной поверхности, которая обращена вверх и имеет температуру io(- i). При to > to выталкивающая сила создает отрицательный градиент давления, а при io < i — положительный градиент давления (гл. 5). Поскольку в общем случае уравнения, описывающие течение в условиях смешанной конвекции, не допускают автомодельных решений, в анализе приходится применять иные математические методы. [c.593]

Уравнением движения в направлении у пренебрегают, принимая величину Вп равной нулю. Градиент давления в вынужденном течении принимают равным значению для потенциального течения при пренебрежимо малом влиянии выталкивающей силы и пограничного слоя. Однако, как будет показано ниже, при исследовании наклонных поверхностей, близких к горизонтальным, необходимо включать в рассмотрение и уравнение движения в направлении у, чтобы определить характеристики невязкого течения и, следовательно, градиент давления. Граничные условия для приведенных выше уравнений имеют [c.604]

При исследовании таких течений приходится сталкиваться и с другими принципиальными трудностями. Простой двумерный пограничный слой сохраняется только на небольшом расстоянии от передней кромки. При дальнейшем развитии течения могут возникнуть механизмы сильного воздействия на течение в. начальной области из-за того, что оно является вялым и в основном поддерживается перепадом давления. Значительное увеличение толщины конвективного слоя вдали от передней кромки может уменьшить давление, вызванное выталкивающей силой, и увеличить отрицательный градиент давления дрт/дх, создающий течение. Результаты измерений параметров основного течения подтверждают это и, в частности, показывают, что толщина конвективного слоя вблизи передней кромки несколько меньше рассчитанной. [c.123]

Наконец, некоторыми исследователями были проведены оценки тепловой неустойчивости в вынужденных вязких течениях простой структуры для случая неустойчивой стратификации, обусловленной различными температурными режимами на границах. Классическими примерами подобного рода являются развитые плоскопараллельные течения — Куэтта, Пуазейля, а также течение с комбинацией обоих указанных эффектов, т. е. воздействия касательного напряжения и градиента давления. Главная проблема, возникающая при этом, состоит в том, чтобы выяснить, будет ли первый режим неустойчивости гидродинамическим или тепловым. Тепловая неустойчивость течения Куэтта, которое является гидродинамически устойчивым относительно малых возмущений, исследовалась в работах [21, 28, 36]. Течение Пуазейля оказывается подверженным воздействию тепловой неустойчивости при достаточно малых числах Рейнольдса [27]. В отношении тепловой неустойчивости был исследован также целый ряд других развитых течений, как, например, течение в пограничном слое для задачи Блазиуса. Анализ двумерных пограничных слоев вблизи критической точки был выполнен Ченом и др. [16]. [c.230]

Если 0<Ыц<о)р, то центробежный градиент давления, создаваемый вращением ядра, больше, чем градиент, необходимый для сохранения круговых линий тока. Картина течения в пограничном слое представлена иа рис, 4,6. [c.24]

Как известно, простейшая форма связи теплоотдачи и гидравлического сопротивления, данная в аналогии О. Рейнольдса, выполняется только при соблюдении подобия полей температуры и скорости, когда описываюшие их уравнения движения и энергии одинаковы. Эти условия выполняются при турбулентном теплообмене в плоском пограничном слое без градиента давления при равенстве единице молекулярного и турбулентного чисел Прандтля, когда распределение продольной составляющей скорости и профиля температуры в потоке описываются идентичными уравнениями. Отклонение от этих условий (наличие градиента давления или отличие числа Рг от 1) приводит к нарушению аналогии Рейнольдса. Тем более эта аналогия не выполняется для сетчато-поточных каналов сложной формы, определяющих трехмерную структуру потока. [c.358]

Есть основание полагать, что одним из факторов, предотвращающих срывные явления вблизи ведущей поверхности и способствующих концентрации масс газа с низкой энергией вблизи тыльной поверхности, являются также процессы, происходящие в пограничных слоях на рабочем и покрывающем дисках. Согласно уравнению (3. 6), градиент давления в направлении касательной к дуге, описанной из центра колеса внутри межлопаточ-ного канала, уравновешивается силами инерции, сумма которых равна [c.65]

Градиент давления. Положителып ш градиент давления или замедление течения дестабилизирует пограничный слой и, следовательно, способствует переходу. Отрицательный градиент давления или ускорение внешнего течеиия повышает устойчивость иограничного слоя. [c.116]

Смена режимов течения происходит не скачкообразно, а обязательно на некотором конечном отрезке. Расчет такого переходного пограничного слоя представляет собой одну из еще не решенных задач теории. Вполне возможен и обратный процесс — переход от турбулентного течения к ламинарному, называемый рсламинарнзацней. В частности, турбулентный пограничный слой с очень большим отрицательным градиентом давления (сильное ускорение) может стать ламинарным в тот момент, когда R g становится меньше некоторого критического значения, например Re 370 [107]. [c.116]

На изгибе большего радиуса наблюдается значительное утолш,ение пограничного слоя в направлении течения, но без отрыва потока, поскольку градиент давления в этом направлении заставляет пограничный слой переме- [c.119]

Жидкость, заторможенная в пограничном слое, в некоторых случаях не прилегает ио всей обтекаемой поверхности тела в виде тонкого слоя. Таким особым случаем является движение вязкой жидкости вдоль стенки против нарастающего давления во внешнем потоке (течение в диффузоре). Как показывают результаты многочисленных опытов и теоретические оценки ( 2), давление остается постоянным иоиерек пограничного слоя, следовательно, продольный градиент давления, который имеется во внешнем потоке, оказывает влияние на весь пограничный слой. Если положительный градиент давления достаточно велик, то слои жпдкостп, прилегающие непосредственно [c.282]

Наличие даже слабого скачка уплотнения приводит к резкому увеличению давления во внешнем потоке. Рост давления передается навстречу потоку по дозвуковой части пограничного слоя. Линии тока отклоняются от стенки, порождая в сверхзвуковой части пограничного слоя семейство волн сжатия, которые распространяются во внешний поток и оказывают влияние на форму и интенсишность окачка уплотнения вблизи области взаимодействия. Продольный градиент давления в пограничном слое оказывается значительно меньше, чем во внешнем потоке. Если скачок слабый, то движение в пограничном слое происходит под воздействием небольшого положительного градиента давления и отрыв потока не происходит. С увеличением интенсивности скачка уплотнения во внешнем потоке возрастает градиент давления вблизи стенки и возникает отрыв пограничного слоя. При этом увеличивается отклонение линий тока в сверхзвуковой части течения, благодаря чему поддерживается необходимое распределение давления, соответствующее данной интенсивности скачка уплотнения. В зависимости от условий во внешнем потоке (интенсивности скачка уплотнения, местного числа М, ускоренного или замедленного характера течения) и формы обтекаемого тела возможны два случая. В первом случае поток после отрыва присоединяется снова к стенке. Сразу за скачком уплотнения возникают волны разрежения, как при обтекании внешпего тупого угла. В месте присоединения поток направлен под некоторым углом к стенке, поэтому здесь возникает новый скачок уплотнения, который может вызвать иногда новый отрыв пограничного слоя. Таким образом, могут появиться несколько 22 [c.339]

Наличие больших градиентов давления крайне осложняет расчет пограничного слоя в сонлах, особенно при сверхзвуковых скоростях. Приближенная методика расчета турбулентного по- [c.439]

Теоретическое и экспериментальное исследования гиперзвукового пограничного слоя, вызывающего на пластпне и на тонком теле (клин, конус) появление ударного слоя с продольным градиентом давлений, проводились в работах Беккера, Лиза и Проб-стина, Бертрама, Кендалла и др. (см. монографию Хейза и Пробстина). [c.128]

При конвективной сушке влага перемещается в пограничном слое в результате диффузии и конвекции, причем потоки теплоты и массы идут навстречу друг другу. Влага может перемещаться в материале в виде жидкости, когда испарение идет на наружной поверхности зерна, или в виде пара, если испарение идет внутри пор. При этом жидкость и пар могут перемещаться в порах как вследств 1е молеку лярной диффузии, так и в результате наличия градиента давления [c.359]

Таким образом, градиент давления др/дх на внешней грашще пограничного слоя может быть получен из уравнения (5.1.9), если известно распределение скорости U вдоль поверхности при ее обтекании идеальной жидкостью. [c.107]

Если не вводить с самого начала предположения о постоянстве давления ( 4 главы 1), то, воспользовавшись уравнением пограничного слоя для /-компонента вектора количества движения, для плоских двумерных или осесимметричных течений, можно показать, что относительное изменение давления поперек пограничного слоя мало (по порядку величины не превышает 6/i) [ ]- Поэтому с хорошей точностью можно считать, что внутри пограничного слоя давление зависит только от х и градиент давления внутри пограничного слоя оказывается таким же, как во внешнем потоке. При этом можно показать, что единственное изменение, которое претерпевают уравнения (1), (11) и (12) при отказе от предположения о постоянстве давления, /) = onst, состоит в том, что в правой части уравнения (И) появляется член — (1/р) dpidx. Следовательно, уравнение (И), как и уравнение (12), становится неоднородным. Воспользовавшись для внешнего потока уравнением движения без вязких членов, можно выразить производную dp/dx через производную скорости и внешнего течения по координате х, связав, таким образол , неоднородный член с граничными условиями [c.389]

Этому могут способствовать и колебания давления. Приведенные во второй главе эпюры стоячих волн давления показывают, что в участках, отдаленных от пучности давления, существует отличный от нуля градиент давления, взятый вдоль оси течения. Из теории течения вязкой жидкости известно, что наличие в потоке градиента статического давления определенного знака может приводить к отрыву потока от стенок вследствие влияния этого градиента на течение жидкости в пограничном слое. Не вдаваясь в подробности, связанные с этим вопросом, укажем лишь, что во время акустических колебаний градиент статического давления будет периодически меняться, изменяя, в частности, и свой знак каждые полпериода. Поэтому, грубо говоря, в течение каждого периода колебаний будет существовать момент, когда отрыв пограничного слоя (т. е. образование вихря) будет особенно вероятен. [c.299]

И ПОД ними для изотермических поверхностей с углами наклона до 60°. Поправка первого порядка малости не оказывает влияния на поле температуры. Тем самым подтверждается метод Рича для определения тепловых потоков. Но влияние поправок на поле скорости оказалось значительным. Если сравнить течение с решением пограничного слоя, т. е. с нулевым приближением, то главное отличие состоит в несимметрии случаев течения над поверхностью и под ней, вызванной действием силы Вп. Решение показывает, что градиент давления направлен от поверхности над пластиной и в сторону поверхности — под пластиной. Это в свою очередь приводит к увеличению скорости над пластиной по сравнению со скоростью под пластиной. Экспериментальные данные [89] для воздуха хорошо согласуются с расчетными как над нагретой поверхностью, так и под ней при углах наклона до 45 . [c.219]

НОСТЬЮ выполнил Стюартсон [164]. Допущенная в этой работе ошибка в знаке привела к неправильному выводу, что при силе Вп, направленной в сторону поверхности, применима автомодельная постановка задачи о течении пограничного слоя. Позднее Гилл и др. [61] и Ротем [145] показали, что натекание на переднюю кромку возможно только для нагретой поверхности, обращенной вверх, или для охлажденной поверхности, обращенной вниз, т. е. когда сила направлена от поверхности. Натекание создается косвенным воздействием отрицательного градиента давления дрт/дх<0. Ротем и Клаассен [146] получили для этого течения автомодельные уравнения в случае степенного закона изменения температуры поверхности. Представлены результаты для горизонтальной поверхности с постоянной температурой при некоторых конкретных величинах числа Прандтля. Рассчитаны также предельные случаи Рг- 0 и Рг->оо. В статье [47] использован интегральный метод для определения местного числа Нуссельта. [c.231]

Подобного рода задача качественно была рассмотрена Бетчелором в его работе [8]. Им показано, что при 0<(йр<озк возникающий вследствие движения внешнего потока центробежный градиент давления недостаточен для сохранения круговых линий тока внутри пограничного слоя. Течение характеризуется эпюрами скоростей, представленными на рис. 4, а. [c.24]

Поэтому уравнение Бермулли (6-1) можно использовать, чтобы привести уравнение количества движения (6-8) к виду, более подходящему для числовых вычислений. Сотлаоно урав нению Бернулли скорость м., в потоке за пределами пограничного Слоя связана с градиентом давления следующим образом [c.170]

Из-за тонкого пограничного слоя прадиент давления не может изменить пррядок величины. Пюэто му можно заключить, что градиент давления такого же порядка величины, как я член, выражающий инерцию. Теперь следует проанализировать два оставшихся члена правой части урав нения. Порядок величины двух членов внутри круглых скобок можно сразу установить и указать иод соответствующими членами. Очевидно, что можно пренебречь членом д и/дх по сравнению с членом д и/ду . Оставшийся член, выражающий вязкость, должен быть теперь такого же порядка, как и другие члены в уравнении, если желательно иметь уравнение, содержащее члены, которые будут соответствовать силам вязкости. Поэтому ii d u/dy ) должно быть порядка 1, что будет выполнено, если мы предположим, что имеем вязкость порядка o . Это означает, что для того, чтобы создать поток пограничного слоя, вязкость должна быть совсем мала, а именно — порядка o . [c.174]

Подобные методы расчета разработаны также для тур булвнттого погранично го слоя. Турбулентные пограничные слои в потоках при больших градиентах давления встречаются значительно рен<е, чем ламинарные, поэтому методы расчета для них здесь ше обсуждаются. [c.191]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология