Пограничный точка отрыва

Н (л ). Отрыв пограничного слоя (Тщ,—0) происходит в точке к-- -0,09. [c.113]

Если происходит отрыв потока, то исходная концепция пограничного слоя становится непригодной. В таких случаях для описания течения в отрывной зоне и в следе за телом необходимо использовать дополнительные модели. В рамках такого подхода возможно использование модифицированной концепции пограничного слоя, подразумевающей разбиение всего поля течения на ряд взаимодействующих друг с другом областей, таких, как область ие-вязкого внешнего течения, присоединенный пограничный слой, свободный пограничный слой на границе отрывной зоны, область отрыва (застойная зона) и след, расположенный за областью отрывного течения конечной длины. [c.135]

В большинстве практических случаев, однако, происходит отрыв пограничного слоя. Вследствие этого на подветренной стороне тела формируется зона отрывного течения, что существенно изменяет всю картину обтекания. Меняется распределение давления по поверхности, поэтому становится отличным от нуля и сопротивление давления. Так как в настоящее время теории отрывных течений не существует, то для большинства тел коэффициент сопротивления можно определить только экспериментально. Наиболее полные данные по коэффициентам [c.136]

С. Перепад давления в пучках оребренных и шероховатых труб. Перепад давления в пучках оребренных труб является функцией их геометрических характеристик (см. рис. 2). Профили скорости и толщины пограничных слоев около труб зависят от перечисленных на этом рисунке параметров и, конечно, от свойств жидкости и скорости ее течения. Структура потока в окрестности первого ряда труб существенно отличается от структуры, реализующейся во внутренней части пучка. Для внутренней части характерна высокая степень турбулентности потока как в межтрубном, так и п межреберном пространствах. В первых двух рядах отрыв пограничного слоя, после которого формируется рециркуляционная зона, наступает при 0 90° (см. рис. 1). Влияние турбулентности на отрыв пограничного слоя проявляется начиная с третьего илн четвертого рядов. Сравнение с трубами первого и второго ряда показывает, что для внутренних труб точка отрыва сдвигается вниз по потоку, а циркуляционная зона становится меньше по объему и усложняется по структуре. Чем меньше высота ребра к и чем больше расстояние между ребрами, тем больше течение около сребренной трубы напоминает течение около гладкой трубы. И наоборот, чем выше ребра и чем ближе они расположены друг к другу, тем больше течение напоминает течеиие в щели. [c.149]

При увеличении скорости движения происходит отрыв пограничного слоя от поверхности тела в точках, где скорость жидкости является наибольшей, например у кромок вертикальной пластины (рис. VI- ), и образование турбулентного кормового следа за движущимся телом. Начало отрыва пограничного слоя характеризуется резким возрастанием сопротивления среды движению тела. [c.247]

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]

Замечательная особенность явления взаимодействия заключается в том, что параметры потока вблизи точки отрыва не зависят от причины, вызвавшей отрыв, а зависят лишь от чисел Маха и Рейнольдса в невозмущенном потоке. Если числа Мо и Я совпадают, то распределение давления вблизи точки отрыва оказывается одинаковым при взаимодействии пограничного слоя с падающим извне скачком уплотнения, со скачком уплотнения, образующимся при обтекании вогнутой криволинейной стенки, [c.341]

Как следует из формул (151) и (152), относительное давление в точке отрыва и критическое отношение давлений увеличиваются при уменьшении числа или увеличении числа Мо. Физически это означает, что чем меньше число RI, тем больше силы вязкости, препятствующие отрыву. Увеличение числа Мо ведет к увеличению количества движения массы газа в пограничном слое, что затрудняет отрыв. [c.343]

Следует иметь в виду, что наличие скачков уплотнения во внешнем потоке оказывает влияние на распределение окорости п давления в пограничном слое. При небольшой интенсивности падающего скачка это влияние сводится к некоторому утолщению пограничного слоя профиль скорости при этом изменяется мало. При большой интенсивности падающего скачка уплотнения возникает отрыв пограничного слоя и образуется вихревая зона. Вниз по потоку от точки отрыва начинается перемешивание оторвавшихся струек и нарастание нового пограничного слоя на стенке. Благодаря передаче давления по дозвуковой части пограничного слоя вверх по потоку давление перестает быть постоянным поперек пограничного слоя, т. е. др/д1/ Ф 0. Поэтому все методы расчета, разработанные в предположении постоянства статического давления в поперечном сечении пограничного слоя, могут быть использованы лишь в достаточном удалении от места взаимодействия. Сравнение приведенных выше данных показы- [c.347]

Особенностью электромагнитной объемной силы является то, что в отличие от других объемных спл (силы тяжести, инерционных сил) ею можно управлять, воздействуя на вызывающие ее. электрическое и магнитное поля. Изменяя величину электромагнитной силы, можно влиять на интенсивность п форму ударных волн, увеличивать критическое значенпе числа Рейнольдса при переходе ламинарного режима течения в турбулентный, замедлять или ускорять ноток электропроводной жидкости (или газа), вызвать деформацию профиля скорости и отрыв пограничного слоя. [c.178]

В первой зоне помпажа ВК гидродинамические режимы движения газа в проточной части компрессора далеки от расчетных. В точке К происходит срыв потока с поверхности лопаток (отрыв пограничного слоя) Срыв этот имеет периодический колебательный характер. Особенно это характерно для компрессоров, имеющих большие числа Маха. Срыв наблюдается на входных кромках рабочего колеса, лопаточного диффузора. [c.78]

Были проведены расчеты для участка, на котором одновременно происходит тепловая и гидродинамическая стабилизация турбулентного потока в трубе. Однако, по мнению авторов, такие решения имеют весьма ограниченную область применения и могут привести к ошибкам. Если труба имеет плавный вход, то возникает тенденция к развитию ламинарного пограничного слоя с последующим переходом к турбулентному течению, причем характеристики теплообмена в этом случае совершенно отличны от тех, которые существуют при формировании турбулентного пограничного слоя сразу же у входа в трубу, как это и принимается во всех подобных решениях. Если во входном сечении кромка трубы острая, то это вызывает отрыв пограничного слоя на входном участке и развитие турбулентности, определяющей значительно большую интенсивность теплопередачи на входном участке, чем это следует из решений, основанных на предположении о развитии турбулентного пограничного слоя. В гл. 7 приведены характеристики, основанные на экспериментальных данных для нескольких типов труб, имеющих острую входную кромку можно полагать, что эти данные гораздо точнее и полезнее при расчете теплообменников, чем имеющиеся аналитические решения. [c.88]

Предполагая, что отрыв пограничного слоя с поверхности ребра происходит при значениях максимума интенсивности теплоотдачи, получим картину положений точек отрыва по поверхности ребра в зависимости от режима обтекания ребристого цилиндра. Точка перехода ламинарного пограничного слоя в турбулентный, равно как и точка отрыва на несущем цилиндре — общая (0 я 82- -83°). Однако, если геометрическое место точек перехода [c.182]

Вп < О, то при применении такой методики расчета корреляционные формулы (3.9.3), (3.9.4) и (3.9.6) хорошо согласуются с экспериментальными данными, представленными в статьях [49, 53, 121] и других статьях при О 0 85° (это показано в Справочнике по проектированию теплообменников [28]). Если нагретые поверхности обращены вверх, т. е. В > О, эти корреляционные формулы применимы до точки, где возникает отрыв потока или переход пограничного слоя. Как будет показано в разд. 5.8, термины отрыв и переход в литературе иногда истолковывают, подразумевая одни и те же явления,, возникающие в наклонных течениях. [c.286]

Как и в случае цилиндрической поверхности, эти измерения снова показали, что в таких свободноконвективных течениях отрыв с образованием обратного течения не возникает. Течение отрывается от поверхности, когда вешество пограничного слоя, притекающего со всех сторон, встречается в верхней части полусферы. Но этот отрыв образуется не из-за прямого взаимодействия с полем внешнего давления и не из-за возникновения обратного течения за точкой отрыва по-видимому, нагретая жидкость просто направляется вверх. [c.321]

Разберем условия возникновения отрыва пограничного слоя от тела. Будем считать, что профиль обтекаемого тела образован сечением поверхности бесконечно длинного цилиндра, перпендикулярно к его оси (рис. 32). В точках М,, Мд, Л1з контура этого сечения изображены кривые распределения скорости, причем предполагается, что в бесконечности газ течет в направлении АВ. Из этих кривых видно, что отрыв начинается в точке Мд с координатой 0, отсчитываемой по дуге профиля А М, Жз Жц, в которой происходит у стенки тела смена направления течения на обратное. На самом контуре в этой точке и, = 0. вблизи же контура [c.267]

С увеличением числа Ке толщина пограничного слоя уменьшается, бугорки на стенке начинают частично выступать (рис. 1.1496) и турбулизировать поток. Таким образом, по сравнению с гладкой стенкой точка перехода ламинарного течения в пограничном слое в турбулентное появляется ближе к началу закругления отвода, а турбулентный отрыв происходит раньше, т. е. уменьшается как критическое число Ке, при котором коэффициент сопротивления начинает падать, так и значение Ке, при котором достигается минимальная величина. [c.253]

Представляет большой интерес то, каким образом завихренная жидкость покидает поверхность тела, поскольку от этого зависит течение за цилиндром и, следовательно, лобовое сопротивление цилиндра. В пограничном слое жидкость, заторможенная поверхностным трением, неспособна двигаться вдоль поверхности против возрастающего справа от цилиндра давления, и происходит ее отрыв. Таким образом жидкость пограничного слоя перестает следовать в своем движении за профилем тела. Точки отрыва, в которых пограничный слой отходит от поверхности тела, обозначены на рис. 6-15,6 буквой 5. За точкой отрыва направление течения непосредственно на поверхности изменяется на противоположное, так что жидкость движется к точке отрыва сразу с обоих [c.116]

Если давление вдоль обтекаемой поверхности возрастает, то заторможенная в пограничном слое жидкость не сможет значительно продвинуться в область повышенного давления, так каК ее ки- 5 = 1 0 нетическая энергия мала. Однако эта ЖИДКОСТЬ будет отклоняться в сторону от стенки в набегающий поток. Вблизи от поверхности обтекаемого тела заторможенная жидкость под действием др]дх начинает двигаться в сторону, противоположную внешнему течению. На границе между прямым и возвратным течениями в пристеночном слое возникает отрыв пограничного слоя (рис. 4-4). При отрыве пограничного слоя резко увеличивается его толщина. [c.114]

Во-первых, при обтекании профилей реальной жидкостью всегда имеется небольшая зона отрыва потока вблизи выходных кромок, образующаяся вследствие утолщения пограничного слоя. При небольших положительных углах атаки зона отрыва невелика и располагается на тыльной сторон профилей. Течение в этом случае неустойчиво, и отрыв потока происходит периодически. Характерные моменты обтекания профилей с периодически возникающим отрывом схематически показаны на рис. 5.2. Пусть в какой-то момент времени профили обтекаются с отрывом потока в точке А (рис. 5.2, а). В следующий момент набегающий поток сдувает вихревую область, унося ее вниз по потоку (рис. 5.2, б). Далее некоторое время профили обтекаются без отрыва (рис. 5.2, в), а затем толщина пограничного слоя снова возрастает, возникающая небольшая зона отрыва (рис. 5.2, г) увеличивается до тех пор, пока набегающий поток снова сдует ее. При увеличении угла атаки до /ц, соответствующего границе пульсаций, точка отрыва А почти не изменяет своего положения и находится вблизи выходной кромки. Затем, начиная с некоторого угла атаки г>г п, точка А быстро перемещается в сторону входной кромки. Изменение во времени характера обтекания профилей вызывает соответствующее изменение распределения по лопасти действующих на нее сил и напряжений. Величина пульсаций (и напряжений) возрастает с увеличением угла атаки, однако резкое увеличение пульсаций начинается лишь с >/п, когда точка отрыва перемещается, вызывая увеличение вихревой области. [c.133]

Обычно максимальное число Мтах определяют по опытным характеристикам решеток, например по зависимости T]p = f(Mi) или = /(Mi), показанным на рис. 11.12. Максимальному числу Мтах соответствует практически нулевое значение к. п. д. решетки (характеристика становится вертикальной). Если число Mi>Mkp, то вблизи профиля возникает область сверхзвуковых скоростей, заканчивающаяся системой скачков уплотнения. Потери в скачках невелики, но вызывают отрыв пограничного слоя от профиля появляется вихревая область, размеры которой возрастают с ростом числа М. При достижении Мтах вихревая область оказывается незамкнутой область отрыва простирается от входной кромки за решетку. [c.293]

Переход в трубе к турбулентному движению начинается уже вблизи входа в нее. Если на входе созданы условия, предотвращающие отрыв потока, то толщина пограничного слоя возрастает до величины радиуса трубы. В этом случае величина критического числа Рейнольдса увеличивается. Если входная часть имеет острые кромки, поток отрывается вблизи входа в трубу при этом в некоторых случаях образуются вихри упорядоченной структуры и критическое число Рейнольдса уменьшается. При незначительной начальной турбулентности большую роль играет шероховатость труб. Механизм перехода наглядно виден на рис. 5 [3]. Снимки сделаны для свободного конвективного движения около вертикально поставленной на- [c.124]

Другие методы достижения высокой эффективности с помощью изменения геометрии канала включают использование криволинейных или волнистых (рифленых) поверхностей, на которых происходит отрыв пограничного слоя. Пучок труб, в котором поток жидкости перпендикулярен оси трубы, является высокоэффективной поверхностью, так как на каждой отдельной трубе образуется новый пограничный слой, и коэффициент теплоотдачи в этом случае намного выше, чем при течении жидкости с той же скоростью внутри труб. Для увеличения теплоотдачи часто применяют различные типы вставок (турбулизаторов), но такой метод не является столь эффективным, как разрыв и уменьшение толщины пограничного слоя непосредственно на поверхности теплообмена. [c.562]

Другое многообещающее приспособление основано на создании принудительного подсоса либо через щели, либо через равномерно размещенные круглые отверстия на тех участках, где иначе произошел бы отрыв пограничного слоя. В этом случае пограничный слой отжимается к стенке, и мы опять получаем лучшее приближение к течению Жуковского. Если используются щели, то, исходя из теории Жуковского, нужно создать повышенное давление как раз впереди щелей ). Можно также попытаться использовать подсос для того, чтобы сохранить пограничный слой ламинарным, тем самым опять-таки уменьшая лобовое сопротивление. К сожалению, очень трудно, по-видимому, получить такое ламинарное течение. Даже летящие в воздухе насекомые могут вызвать турбулентность при обтекании самой гладкой поверхности крыла. [c.65]

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]

А. Введение. При поперечном обтекании жидкостью одиночной трубы на ее поверхности, начиная от критической точки, формируется ламинарный пограничный слой, отрыв которого происходит в некоторой точке периметра. Это приводит к образованию за трубой симметричной стационарной пары вихрен и рециркуляционной зоны. Если число Рейнольдса Йе>40, то течение в рециркуляционной зоне становится неустойчивым и происходит периодический срыв вихрей. Ламинарный пограничный слой отрывается при Ф=82°, где Ф — угол, отсчитываемый от передней критической точки. При дальнейшем росте числа Ке достигается критический режим (Ке>2-10 ), характеризующийся тем, что переход ламинарного пограничного слоя в турбулентный происходит раньше, чем пограничный слой отрывается. При этом точка отрыва сдвигается вниз по потоку до Ф=140°. Частота срыва вихрей характеризуется числом Струхаля 5т 1й1и, где ( — частота срыва вихрей (1 — диаметр трубы. На практике в диапазоне изменения числа Рейнольдса от 300 до 2-10 можно считать, что для одиночной трубы число 5г—0,2. В критической области оно возрастает до 0,46, а затем при Ке - 3,5-10 уменьшается до 0,27 1]. В случае несжимаемой жидкости распределение скорости и давления на внешней границе пограничного слоя описывается уравнением Бернулли [c.140]

Влияние шероховатости. Влияние шероховатости на поле течения около круглого цилиндра исследовалось в 123—26]. На рис. 4 показан коэффициент сопротивления шероховатого круглого цилиндра в поперечном потоке в зависимости от числа Рейнольдса, измеренный в [23]. Параметром является относительная шероховатость /г /О. Каждая кривая охватывает три режима докритический, критический и сверхкритический. Очевидно, что в докри-тическом режиме шероховатость поверхности никак не сказывается. При больших числах Рейнольдса ламинарный отрыв сопровождается образованием замкнутого пузыря. Таким образом, точка отрыва сдвигается вниз по потоку и поэтому сопротивление уменьшается. На шероховатой поверхности этот эффект наблюдается при меньших числах Рейнольдса, что обусловлено дополнительными возмущениями пограничного слоя, создаваемыми шероховатостью. Уменьшение сопротивления в критической области для шероховатой поверхности заметно меньше, чем для гладкой. [c.139]

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]

Для амплитуд я, нри которых имеет место отрыв па первой волне, профили скоростей и с ростом х становятся все менее наполиенпымп при приближении к точке отрыва. На рнс. 5.5 приведены профили скорости и для амплитуды а = 0,008 (отрыв иа первой волне). Как уже отмечалось, резкое увеличенпе числа итераций наблюдалось при приближении к точке отрыва. Интересен тот факт, что, хотя для а = 0,005 и а = 0,006 на первой волне отрыва не было, наблюдалось увеличение числа итераций (до 6 — 9) для 0,58 < а < 0,7. Заметим, что в этой области при а = 0,0065 произошел отрыв пограничного слоя. [c.148]

Отрыв пограничного слоя. При течениях в расширяющихся каналах и при обтека-НИИ выпуклых тел движение может происходить в направлении нарастающего давления, т. е. с положительным градиентом. Это может привести к отрыву пограничного слоя, т. е. к резкому отклонению линий тока от твердой поверхности и образованию возвратных течений в циркуляционных зонах. Теория пограничного слоя применима только до точки отрыва, условие образования которого может быть записано в виде [c.52]

Отрыв. В общем виде вопрос об отрыве потока детально рассмотрен в экспериментальных исследованиях Пера и Гебхарта [129] для течения около цилиндрической поверхности, и Джалурия и Гебхарта [84] для течения около сферической поверхности. Результаты этих исследований изложены в разд. 5.8. Здесь достаточно отметить, что в данном случае не возникает отрыв потока в обычном смысле, как в вынужденных течениях. В поперечном течении не наблюдается образование вихрей, вместо этого возникает другая картина. Когда течение достигает верхней критической точки, приходящая из встречающихся пограничных слоев нагретая жидкость просто [c.269]

В различных механических системах, включающих такие машины, как насосы, турбины, компрессоры и т. п., помимо необходимости замедления и поворота потока, требуется еще и компактность подводящих каналов. Все это достигается в диффузорных коленах или (что то же) кривоосных диффузорах (см. диаграмму 1.8.3-21). Течение в таких диффузорах значительно сложнее, чем в прямоосных диффузорах, и является синтезом а) течения в прямоосном диффузоре б) течения в изогнутом канале постоянного сечения. Последнее сопровождается вторичными потоками, связанными с неравномерностью поля скоростей и давлений в направлении, перпендикулярном к плоскости изгиба, и наличием пограничных слоев у стенок канала (см. 1.8.4). Эти факторы обусловливают более ранний отрыв потока и вызывают потери давления, отличные от потерь в прямоосных диффузорах. Па сопротивление кривоосного диффузора, помимо параметров, указанных в п. 11, влияют угол изогнутости оси 3 и относительный радиус [c.203]

В большинстве случаев обтекание частиц как реальной, так и правильной геометрической формы происходит при таких численных значениях критериев Рейнольдса, когда имеет место отрыв пограничного слоя от поверхности частиц (см. рис. 1.3) и характеры движения вязкой жидкости вблизи лобовой части и в кормовой области частицы оказываются существенно различными. Если частица мала, то пограничный слой на ее поверхности не успевает турбулизироваться до точки его отрыва, и поток целевого компонента поперек ламинарного пограничного слоя на лобовую часть частицы может быть определен по соотношениям для ламинарного пограничного слоя (1.28). Ниже точки отрыва (6 я/2) течение вязкого потока носит неупорядоченный, вихревой характер анализ массообменных процессов в этой области теоретическими методами затруднителен. Для приближенной оценки массоотдачи в кормовой зоне можно воспользоваться соотношениями, справедливыми для турбулентного режима обтекания поверхности, при зтом в качестве характерной скорости принимается скорость набегающего потока. Расчетные оценки показывают, что количества целевого компонента, поступающие на частицу округлой формы в лобовой и кормовой ее частях, сравнимы по величине. По мере увеличения скорости набегающего потока интенсивность массоотдачи в кормовой области увеличивается, поскольку зависимость интенсивности массообмена от скорости для турбулентного режима более значительная, чем для ламинарного (показатель степени при критерии Рейнольдса 0,8 против 0,33, соответственно), [c.41]

В настоящее время объяснение парадокса Дюбуа считается известным. Потоки жидкости всегда более или менее турбулентны это приводит к понижению сопротивления по той же (не объясненной математически) причине, по которой понижается сопротивление при обтекании сферы, как было показано Прандтлем. Выражаясь современным языком, свободная турбулентность потока вызывает переход к турбулентному движению в пограничном слое. Это в свою очередь задерживает отрыв потока, сужая таким образом след и уменьщая связанное с этим лобовое сопротивление. [c.63]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология