Обтекание плоской стенки

ОБТЕКАНИЕ ПЛОСКОЙ СТЕНКИ [c.167]

Обтекание плоской стенки [c.167]

Если рассматривается течение сверхзвукового потока в канале с твердыми стенками, то параметры V, V, Р, Н на верхней и нижней стенках находятся из решения автомодельной задачи обтекания плоской стенки с известным углом наклона 0 (х) к оси X, причем (х) 0 (х) = [г (х)]. Если же рассчитывается конфигурация затопленной струи, вытекающей в пространство с заданным давлением р, то большие величины находятся из решения автомодельной задачи о вытекании равномерного плоского сверхзвукового потока в область с пониженным или повышенным давлением, [c.281]

Для расчета обтекания плоской полубесконечной стенки можно воспользоваться таблицей приложения I на с. 566—568. По заданной величине давления находят угол поворота потока и все остальные параметры газа. [c.168]

Предельным положением кромки В для течения такого вида является то ее положение, при котором первая характеристика, проведенная из кромки В, проходит точно через кромку А. Такой случай изображен на рис. 4.22, в. Картина течения вблизи кромки В по-прежнему аналогична обтеканию одной плоской стенки. Поэтому нанравление границы струи за кромкой В сохраняется прежним и его легко можно определить. Характеристики, исходящие из кромки А, начнут искривляться сразу за точкой А. Это усложняет определение второй границы струи за точкой А. [c.172]

Сверхзвуковое обтекание малого угла, образованного плоскими стенками (рис. 1.59). При таком течении из вершины угла выходит характеристика первого семейства, которая делит область течения на две части невозмущенную и возмущенную. При обтекании выпуклого угла (рис. 1.59, а) поток ускоряется, а при обтекании вогнутого— замедляется (рис. 1.59,6). [c.72]

При продольном обтекании плоской поверхности с вмонтированным в нее электродом длиной I и шириной /г по значению тока I можно рассчитать касательное напряжение на стенке гс [c.406]

В случае обтекания плоской поверхности потоком капельной жидкости существенное значение имеет характер профиля продольной скорости в пограничном слое непосредственно у стенки [c.9]

Вновь введем в рассмотрение некоторый характерный размер системы I (при течении потока в протяженном канале это может быть его эквивалентный диаметр, при течении вдоль плоской стенки — ее длина, а при обтекании сферы или цилиндрического тела — их диаметр). Введем также характерные для системы значения скорости потока 11о и концентрации Со. Перейдем в уравнении (1.23) к относительным величинам скоростей, координат и концентраций [c.20]

К = 0,7 — коэффициент обтекания для цилиндрических аппа ратов и Ki = 1,4 — при плоских стенках [c.246]

Фиг. 314. Эскиз к расчету аппаратов на ветровую нагрузку. где к- — представляет собой аэродинамический коэффициент обтекания, зависящий от формы аппарата. Для цилиндрических аппаратов к = 0,7 для аппаратов, ограниченных плоскими стенками, к = 1,4

На рис. 42 показаны пластинчатые пары Мульти-Пасс . Пара состоит из плоской металлической пластины и фигурной вставки-прокладки, расположенной между двумя плоскими пластинами. Вставка выполняет одновременно функции уплотнения и турбулизации. Жидкость входит в межпластинный канал и омывает фигурную вставку. В результате турбулизации потока при обтекании фигурной вставки теплоотдача от плоской стенки увеличивается. [c.61]

Рассмотрим постановку задачи об обтекании криволинейной в продольном направлении поверхности в двумерном приближении, которое обычно используется для описания несжимаемого установившегося сдвигового течения в криволинейных каналах с двумя плоскими стенками. Уравнения движения в предположении, что вязкие члены малы в сравнении с турбулентными, можно записать в следующем виде [45] [c.169]

Как видно из рис. 3.8, изменение д в зависимости от х как на выпуклой, так и на вогнутой стенках носит отчетливо выраженный монотонный характер и не содержит никаких аномалий, свойственных поворотным каналам [42 ]. Кроме того, имеет место более интенсивное нарастание величины д на выпуклой поверхности по сравнению с вогнутой, что, на первый взгляд, принципиально отличает данный тип течения от того, которое формируется в поворотных каналах. При этом распределение толщины вытеснения вдоль плоской стенки, полученное при прочих равных условиях при обтекании модели двугранного угла с прямолинейно сопрягаемыми гранями, занимает некоторое промежуточное положение, что вполне понятно, хотя оно и имеет несимметричный характер относительно соответствующих изменений д для Яб и Я6 . Это полностью согласуется с аналогичными результатами, полученными при обтекании моделей с меньшей кривизной поверхностей. Попробуем разобраться в причинах отмеченного отличия. [c.184]

Течение в канале. Рассмотрим в принятой модели простейшую задачу о сверхзвуковом течении в канале с плоскими стенками О < г/ < /г . Примем, что функция тока у равна О на нижней и 1 на верхней стенке, так что задача сведется к отображению полосы О < г/ < /г на полосу О < у < 1 . Из условия обтекания стенок получаем соотношения [c.145]

Для крайних ячеек (боковые грани которых имеют номера п = 1/2 и га = Л -—1/2) большие величины вычисляются иначе. Если границы являются стенками сопла, когда известны углы наклона 0 (ж) (и 5+) границ к оси ж, большие величины находятся из решения (автомодельной) задачи обтекания равномерным потоком плоской стенки с углом наклона к оси х, равным 0+(жо + О,5т) или 0-(жо + 0,5т). В этом случае (так же как и в случае оси симметрии) имеем для определения давления на стенке формулу [c.99]

Развитие профиля скорости было показано на рис. 8. 6 для прямоугольного канала бесконечной ширины. На верхней и нижней стенках возникает пограничный слой. Положение при этом сходно с обтеканием плоской пластинки, и оценить длину входного участка (т. е. расстояние до точки, где толщина пограничного [c.126]

Теплоотдача к жидкости, входящей в Р У б у. Жидкость обычно поступает б трубу с равномерным распределением скорости и температуры. Если стенки трубы охлаждаются или нагреваются по всей длине, у входа в трубу начинают развиваться и гидродинамический профиль скорости, и профиль температуры. Как и в случае обтекания плоской пластинки, местный коэффициент теплоотдачи имеет бесконечное значение на входе и уменьшается до некоторого предельного значения в удаленной части трубы. [c.314]

Жидкость поступает в трубу ламинарным потоком с равномерным распределением скорости и с таким расходом, что Ке > >> 2100. Это условие может выполняться при скругленном входе. У входа образуется ламинарный пограничный слой, который переходит в турбулентный на критическом расстоянии, как это было уже описано в гл. 12 для случая обтекания плоской пластинки. Толщина турбулентного пограничного слоя возрастает с увеличением расстояния от входа, пока он не заполняет всю трубу, образуя турбулентное ядро и ламинарный подслой на стенке. Дальше течение во всех отношениях тождественно течению, которое развилось бы при турбулентном потоке на входе. Такой характер течения отражается на значениях местного коэффициента теплоотдачи, который уменьшается от бесконечности у входа до некоторого минимального значения в критической точке, где ламинарный пограничный слой сменяется турбулентным. Возле этой точки коэффициент теплоотдачи возрастает на коротком участке, [c.326]

Идеализированная модель концентрационной поляризации основана на теории пограничного слоя, образующегося при обтекании плоской пластины. Предполагается, что в набегающем потоке профиль скорости и концентрации однородны. Результатом анализа является независимость изменения распределения скорости и концентрации растворенного вещества вдоль потока. Профили этих двух распределений показаны на рис. 5.17, где толщина пограничного слоя по скорости обозначена через 6 , а толщина концентрационного пограничного слоя — через 8 . При общепринятых условиях прилипания на стенке скорость увеличивается от нуля на по- [c.196]

В случае обтекания пластины более низкая температура торможения Тд получается непосредственно у пластины, а большая — в свободном потоке То по сравнению с температурой торможения набегающего потока газа. Если в первом случае в энергообмене между слоями газа основную роль играет трение, то во-втором, по-видимому, сужение газа (канала) между цилиндром и стенкой, его разгон как в плоском сопле и последующее расширение с понижением температуры газа и другие факторы. [c.30]

Полный анализ задачи массообмена сферической частицы при Не < 1 возможен для капельной жидкости (Рг > 1) в случае Ре 1. Если иметь в виду, что решение Стокса справедливо вплоть до Не 0,5, то при значении Рг порядка 10 для капельных жидкостей критерий Ре достаточно часто может превышать единицу в пределах вязкого режима обтекания. При этом, несмотря на отсутствие около частицы гидродинамического пограничного слоя, диффузионный пограничный слой существует. Принцип решения в этом случае тот же, что и для плоской задачи в пределах тонкого диффузионного пограничного слоя можно использовать упрощенное выражение для компонента скорости вблизи стенки. Ввиду малой толщины слоя по сравнению с размером сферы его можно считать плоским. [c.36]

Решение уравнений движения Навье —Стокса получено только для некоторых простейших случаев одномерного или двумерного потока, например, для течения вязкой жидкости по прямой трубе (задача Пуазейля), для течения между двумя плоскими параллельными стенками, одна из которых неподвижна (задача Куэтта), а также прп обтекании неподвижной тонкой пластинки (в этом случае уравнение Навье—Стокса оказывается возможным заменить более простыми уравнениями пограничного слоя). [c.56]

Схема роторно-дискового экстрактора представлена на рис. V. 16, а. По оси колонны вращается ротор-вал, на который насажены плоские диски, перемешивающие жидкость. Колонна делится на секции кольцевыми перегородками, укрепленными на стенках обечайки аппарата, причем диски находятся на середине высоты каждой секции. Движущиеся противотоком жидкие фазы смешиваются в каждой секции и в некоторой степени разделяются при обтекании неподвижных кольцевых перегородок, ограничивающих секции, и у стенок обечайки аппарата. [c.104]

Переход от ламинарного движения к турбулентному определя- ётся критическим значением числа Кекр, которое при продольном обтекании плоской стенки обычно принимают Кекр=5-10 [c.77]

На рис. 2.1 показано развитие пограничного слоя при обтекании плоской пластины. На входной кромке толщина пограничного слоя равна нулю и увеличивается далее с расстоянием х. В сечении, где Ке = шх1 > Кекр, наступает турбулентный режим. При этом весь пограничный слой приобретает структуру турбулентного потока за исключением тонкого подслоя у стенки, который по-прежнему остается ламинарным. Таким образом, пограничный слой может быть ламинарным или турбулентным с ламинарным подслоем. Переход от ламинарного пограничного слоя к турбулентному не имеет четкой границы, а занимает в диапазоне значений Ке некоторую область, называемую переходной. Соответствующий ей режим течения называется переходным. Границы переходного режима тем шире, чем выше вязкость среды и чем, следовательно, труднее возникает турбуленхность. Экспериментально установлено, [c.65]

При течении газа в сужающемся винтовом канале соплового ввода от сечения к сечению происходит непрерывное перераспределение скоростей и общий их рост, возникают как продольные, так и поперечные градиенты давления центробежные силы создают повышенное на вогнутой (внешней) и пониженное на выпуклой (внутренней) поверхностях канала давления. В результате поперечного перепада давления возникает движение частиц к вогнутой стенке, в сторону плоских стенок и по ним в направлении к выпуклой стенке. Поскольку Ь Ь, вторичные движения частиц газа по вогнутой и выпуклой стенкам затруднительны вторичные движения, характерные для условия Ь >> Ь [16], вырождаются в вихри, образующиеся по углам плоских и выпуклых стенок вихри вращаются в противоположных направлениях (рис. 1.19). Кроме того, как показывает анализ теоретических и аналитических исследований, данный в работе [24] для таких сечений криволинейного канала, при обтекании вогнутой поверхности с потерей устойчивости создаются условия для возникновения макровихрей Тей-лора-Гертлера с осями, совпадающими с общим направлением потока, и с чередующимся левым и правым вращением. Кинетическая энергия потока в данном случае теряется из-за значительной неравномерности полей скоростей, на компенсацию потерь из-за трения во вторичных течениях и на создание вихрей. [c.36]

Поведение газа вблизи кромок сопла А п В (рис. 4.22, а) точно такое же, как при обтеканпи одной плоской стенки. Около каждой из кромок поток повернется на такой угол б, чтобы давление в потоке стало равным заданному давлению в свободном пространстве. Следовательно, струя в целом при истечении расширяется. Угол поворота потока б около каждой из кромок можно найти по заданным величинам скорости и давления на срезе сопла и давлению в свободном пространстве так же, как при обтекании одной плоской стенки. Этот угол б определяет направление границ струи за срезом сопла. Вдоль всей свободной границы струи существует постоянное значение скорости, которое соответствует внешнему давлению и легко может быгь вычислено по приведенным выше формулам и таблице. [c.171]

Систему уравнений (1.4), (1.5) с приведенными граничными условиями в теоретической гидромеханике называют уравнениями пограничного слоя она может быть решена приближенными методами с необходимой точностью для случая стационарного обтекания полубесконечной плоской стенки ламинарным потоком вязкой жидкости. Техника решения состоит в том, что система уравнений в частных производных путем введения новых комплексных переменных сводится к одрюму дифференциальному уравнению третьего порядка относительно некоторой новой искомой функции. Получаемое уравнение оказывается нелинейным, но не содержит никаких параметров и поэтому может быть единожды решено численно. Приближенное решение дает возможность вычислять профили скорости в пограничном слое и градиенты продольной компоненты скорости в направлении, нормальном к поверхности. Значение поперечного градиента скорости, умноженное на коэффициент вязкого трения ц, дает величину касательного напряжения трения, необходимую для вычисления гидродинамических сопротивлений потоков вязкой жидкости. [c.9]

Если требуется большая поверхность теплообмена или стенки аппарата изготовлены из материала, плохо проводящего тепло,как, например, из пластической массы или из дерева, то теплообменную поверхность выполняют в виде змеевиков, помещенных внутри аппарата. Змеевики делают или цилиндрическими, или же в виде плоской спирали, размещая их на дне. Для лучшего обтекания плоских змеевиков под них подкладывают балки или брусья. Спиральные змеевики укрепляются на стойках из уголков или полосы (фиг. 431). Вывод через стенку концов змеевиков осуществляется или с иолющью специального сальника (фнг. 432, а), или с помощью внутреннего фланца (фиг. 432, б). Фланец на конце трубы делается съемным. [c.431]

Рассмотрим свободную конвекцию воздуха вдоль нагретой вертикальной трубы (рис. 7.1). Как и при вынужденном обтекании, около трубы имеется пограничный слой. Вначале толщина слоя и скорость воздуха малы, течение ламинарное. Коэффициент теплоотдачи а в этой области по мере продвижения вверх уменьшается. Далее, при определенной толщине слоя ламинарное течение теряет устойчивость, струйки воздуха испытывают поперечные колебания и течение становится волновым (локонообразным). В верхней части трубы упорядоченное движение нарушается, воздух интенсивно перемешивается, образующиеся вихри систематически отрываются от поверхности трубы, т.е. здесь имеет место турбулентный режим движения воздуха. Таким образом, как и при вынужденном обтекании пластины, в случае свободной конвекции около вертикальной трубы (или вертикальной плоской стенки) наблюдается ламинарный, переходный и турбулентный режимы течения в пограничном слое. В соответствии с этим находится и характер изменения а по высоте стенки (рис. 7.1). В области турбулентного пограничного слоя значение а практически постоянно, так как оно в значительной степени зависит от толщины вязкого подслоя, которая (в отличие от вынужденного обтекания пластины) не возрастает, а остается постоянной. В первую очередь это объясняется тем, что по мере продвижения к верхнему краю стенки скорость свободного движения воздуха увеличивается, в то время как при вынужденном обтекании пластины [c.218]

В области течения, достаточно близкой к криволинейной стенке, профили средней скорости в обоих случаях обтекания и выпуклой, и вогнутой поверхностей находятся в согласии с законом стенки. Это оказалось справедливым в отношении криволинейного течения в пограничных слоях на выпуклой и вогнутой стенках ([9, 10] и др.) и в полностью развитом криволинейном течении в канале [14]. В области течения, достаточно удаленной от стенки, средние скорости в координатах закона стенки над выпуклой поверхностью превышали скорости над плоской стенкой. Наоборот, профиль скорости при обтекании вогнутой стенки располагался ниже соответствующего профиля плоской пластины. Точка, в которой наблюдались эти отклоне11ия и сами величины зависят от параметра Ь/R. [c.166]

В [24] экспериментально исследован турбулент11ый пограничный слой, подвергающийся воздействию дополнительных скоростей деформаций при обтекании выпуклой стенки a/R = 0.1) при нулевом (на прямом участке канала), а также благоприятном и неблагоприятном продольных градиентах давления. Напряжения Рейнольдса оказались существенно подавленными по сравнению с соответствующими значениями на плоской пластине, и это влияние обусловлено кривизной поверхности. Причем в сочетании с кривизной благоприятный градиент давления уменьшает интенсивность следовой компоненты, способствуя более сильному подавлению флуктуаций скорости, и начальный уровень касательных напряжений Рейнольдса в сравнении со случаем нулевого градиента давления. Наоборот, неблагоприятный градиент давления действует в противоположную сторону, как бы парируя эффект кривизны. Влияние продольного градиента давления на нормальные напряжения наиболее сильно проявляется во внешней части пограничного слоя при у > 100. В то же время начальные касательные рейнольдсовы напряжения подвергаются воздействию дополните чьных скоростей деформаций почти во всем пограничном слое, в особенности при сильном градиенте давления. [c.166]

Что касается значений Су на плоской стенке криволинеиных угловых конфигураций, полученных также на достаточно большом расстоянии от линии пересечения поверхностей угла (г > 60 мм) (см. рис. 3.13, а, б), то они незначительно отличаются как друг от друга, так и от соответствующей величины для прямолинейной модели двугранного угла. В самой области взаимодействия пограничных слоев местный коэффициент трения по мере уменьшения координат упгь целом меняется от соответствующих значений на плоской и криволинейной изолированных поверхностях до величины, которая весьма незначительна в окрестности ребра угла (>1=2 = 0). Однако обращает на себя внимание наличие локальных минимумов и максимумов, расположенных как со стороны выпуклой грани (мод. Кб ), так и со стороны плоской поверхности (мод. Кб ). Такой немонотонный характер зависимости Су = / у, г) обусловлен вторичными течениями, представляющими собой продольно развивающиеся вихри. Действительно, обратимся сначала к случаю обтекания прямолинейной модели двугранного угла. Судя по распределению векторов скорости вторичного течения [67 ], наличие максимума и минимума (см. рис. 3.13, в) свидетельствуют о существовании соответственно опускного и подъемного течений в поперечном сечении двугранного угла. При этом, так как присоединение поперечных потоков вследствие их разворота происходит не точно на ребре угла, а с некоторым смещением по осям > и 7 (в данном случае порядка 4—5 мм), то становится понятным появление максимума именно в этой области. Наоборот, наличие локального минимума при у = г = 16 мм обусловлено подъемным характером движения в этой области. Чтобы причины такого поведения зависимости Су = / у, г) были более понятными, здесь показана также некая гипотетическая кривая, отражающая качественный характер распределения Су в поперечном сечении угла при отсутствии [c.194]

Исследованию структуры течения в области сопряжения некоего поперечно обтекаемого тела с той или иной формой его передней части и плоской стенки уделялось довольно пристальное внимание, хотя полной ясности в этом вопросе пока еще нет. Общим для большинства исследований является установленный факт, что это — весьма сложное пространственное течение, характеризующееся формированием вихревых структур и ряда других особенностей (отрыв, рециркуляция и др.). Для случая ламинарного обтекания возможные топологические схемы развития вихревых систем перед цилиндрическим препятствием, полученные по данным визуализации в дымовой трубе, по-видимому, наиболее полно представлены и описаны в [55]. Классическая модель формирования подковообразных вихрей, главным образом перед препятствиями типа кубойд, основанная на интерпретации данных поверхностной визуализации в потоке малой скорости [c.225]

Изучению поля течения в окрестности сопряжения тела, передняя кромка которого представляла собой эллипс или цилиндр, посвящены работы [66—69]. Весьма сложная картина течения в окрестности сопряжения цилиндрического тела и плоской стенки, характеризующаяся формированием зон нестационарности и двух пар вихрей, обнаружена в [70] при моделировании обтекания круглого здания в приземном слое атмосферы. В [68 и [71 существование комбинации из двух пар вихрей не отмечается, хотя, судя по приведенной авторами картине визуализации предельных линий тока в окрестности сопряжения крылового профиля с эллиптической передней кромкой и плоской стенки, дополнительные вихри вполне могли быть. Тщательные измерения поля средней скорости с помощью ЛДИС [58 ], а также комплексные измерения с помощью пятиканального зонда и ЛДИС вместе с визуализацией течения [72 ] в окрестности сопряжения крылового профиля с цилиндрической передней кромкой и плоской стенки позволили установить следующее. В плоскости симметрии реализуется поле течения с двумя вихрями, один из которых (крупномасштабный) оказывает доминирующее влияние на картину течения, а второй (мелкомасштабный), вращающийся в противоположном направлении, формируется в непосредственной бли- [c.227]

Пусть сверхзвуковой поток газа течет с заданной скоростью над плоской неподвижной стенкой. В точке С (рис. 4.18) стенка обрывается, а давление в пространстве за точкой С меньше, чем давление в невозмуш,енном потоке вдоль стенки. Тогда точно так же, как в случае обтекания внешнего тупого угла, точка С [c.167]

Массоотдача при ламинарном движении жидкости. Массоотдачу при ламинарном режиме движения жидкости можно рассчитать путем совместного решения уравнений переноса массы (I. 147) и количества движения (I. 142) с учетом начальных и граничных условий. Такое решение возможно, если жидкость ограничена фиксированной поверхностью. Даже для случаев, когда эта поверхность имеет простую форму, аналитическое решение оказывается возможным при введении ряда упрощающих допущений. Ниже рассматривается массоотдача от стенки к жидкости при движении последней в плоском и цилиндрическом каналах, а также при обтекании сферической частицы. С массоотдачей к жидкости, движущейся в плоском и цилиндрическом каналах, приходится иметь дело при расчете различных теплообменных и массообменных аппаратов, Массоотдача при обтекании сферических частиц встречается во многих процессах массопередачи — экстракции, ректификации, выщелачивании, распылительной сушке и т, д. [c.414]

Также весьма важно, что, но В. В. Струминскому, при обтекании пластинки со скольжением пространственный пограничный слой вырождается в плоский пограничный слой. Пспользуя эвристические аргументы, можно предполагать аналогию течения в плоском и пространственном пограничных слоях в области О > р > Ро, причем при Ро = —0.1988 как в пространственном, так и в плоском пограничном слое течение будет характеризоваться минимальной величиной трепия па стенке (Тц, = 0). Обоснованность такого предположения подтверждается результатами экспериментально-теоретических исследований пространственного ламинарного пограничного слоя с продольным и поперечным иере- [c.50]

Представлены результаты исследования характеристик гидравлического сопротивления и теплоотдачи пяти объектов прямоугольного канала без развитой поверхности - К-0, который в силу малого отношения расстояния между стенками h к ширине bf можно рассматривать как плоский (рис. 1.316) канала с развитой поверхностью, образованной сплошными гладкими ребрами, - ГлР (рис. 1.317) трех каналов с прерывистыми поверхностями в виде коротких пластинчатых ребер-ПлР (рис. 1.318), у двух из которых ПлР-500 и ПлР-1000 ребра плоские, а у третьей ПлР-ЮООнр - профилированные (рис. 1.319). Геометрические характеристики развитых поверхностей приведены в табл. 1.89 и 1.90. где использованы следующие обозначения ftp - высота ребра (расстояние между стенками канала) 5Р — толщина ребра /р — длина ребра (размер в направлении движения жидкости). Ребра поверхностей ПлР-500 и ПлР-1000 имеют прямоугольную форму. Боковая поверхность профилированного ребра, выполненная путем прецизионного фрезерования, симметрична и образована дугами окружности, а его передняя и задняя кромки заострены для обеспечения безотрывного обтекания и снижения вихревого сопротивления. Ребра расположены под нулевым углом атаки к направлению движения жидкости. [c.635]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология