Переход от ламинарного к турбулентному режиму течения в пограничном слое

Здесь X — расстояние от передней кромки пластины.) Наиболее характерным признаком такого перехода на пластине является резкое увеличение толщины пограничного слоя и напряжения трения на стенке. Одной из особенностей пограничного слоя на пластинке является то, чго вблизи передней кромки он всегда ламинарен и только на некотором расстоянии х р начинается переход в турбулентный режим течения. Ввиду сложности движения в переходной области и небольшой ее протяженности обычно пренебрегают конечными размерами этой области, т. е. считают, что переход ламинарного пограничного слоя в турбулентный происходит прп X = скачком. [c.282]

Проблеме гидродинамической устойчивости ламинарного течения в плоских каналах и трубах с проницаемыми стенками и условиями перехода в турбулентный режим посвящен ряд исследований [1]. Выводы о влиянии отсоса (вдува) на устойчивость пограничного слоя сводятся к следующему в плоском канале отсос стабилизирует течение, повышая критическое число Рейнольдса (рис. 4.6) вдув вначале резко дестабилизирует процесс, однако при параметрах вдува, больших критического, наблюдается слабый рост критического значения числа Рейнольдса Re . Потеря устойчивости ламинарного течения в трубах с проницаемыми стенками имеет особенности в частности, отсос дестабилизирует течение, снижая Re . [c.132]

Из-за бесконечного расширения струи и ее обмена импульсом с неподвижной окружающей средой ускоряющаяся горизонтальная составляющая скорости должна в конечном счете преобразоваться в замедляющееся течение пристенной струи. Таким образом, составляющая скорости и>х(а г) параллельная стенке, первоначально линейно увеличивающаяся от нуля, должна достигнуть максимального значения на определенном расстоянии Xg rg) от критической точки и в конце концов устремляется к нулю как в полностью развитой пристенной струе. Экспонента п приблизительно равна 0,5 для плоской [8, 10, 11] и 1 для осесимметричной [8, И, 12] турбулентной пристенной струи. Поскольку стабилизирующее влияние ускорения поддерживает ламинарным режим течения в пограничном слое, в зоне формирования потока переход к турбулентному режиму течения в общем случае будет происходить сразу после (или г ) в области замедления потока. Пристенный пограничный слой и граница свободной струи растут вместе, формируя типичный профиль пристенной струи, [c.268]

Опытами установлено, что в трубах при Re<2300 режим течения потока ламинарный, а при больших значениях в связи с накоплением инерционных ил происходит скачкообразный переход к турбулентному режиму течения, причем толщина остающегося ламинарного пограничного слоя уменьшается по [c.12]

Рассмотрим поведение пограничного слоя при значениях Ке за т. О. На участке кривой ОЕ после т. В роль отрыва становится более сложной пограничный слой в правой части цилиндра вновь присоединяется к поверхности цилиндра (Ке 10 режим Е на рис. 6-15,6). Область, заключенная между временно отделившимся слоем и поверхностью тела, представляет собой ламинарную зону ( пузырь ) отрыва со слабым рециркуляционным течением. В этом диапазоне значений Ке турбулентность следа и слоев со сдвигом распространяется в противоположную по отношению к общему движению потока сторону, т.е. поверхности цилиндра. Пограничный слой за пузырем отрыва становится турбулентным, и конечный завершающий отрыв является отрывом турбулентного пограничного слоя. Именно возникновение перехода в самом пограничном слое служит причиной резкого падения коэффициента лобового сопротивления (рис. 6-15, а). В области вблизи критического значения Ке, при котором коэффициент сопротивления резко уменьшается (т. Е на рис. 6-15, а), картина течения в значительной мере зависит от уровня турбулентности набегающего потока и шероховатости поверхности. [c.117]

Положения теории пограничного слоя справедливы, если 5 х. Сравнение с результатами решения полных уравнений Навье—Стокса показывает, что это условие выполняется, если Ке > 1500. Если Ке > Ке р (Ке р — критическое число Ке ), то режим течения в пограничном слое нарушается (ламинарное течение переходит в турбулентное) и полученные здесь формулы теряют силу. [c.159]

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]

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]

В реальных технических устройствах переход от ламинарного режима течения к турбулентному происходит в некотором диапазоне чисел Рейнольдса. В пределах этого диапазона различные пространственные области могут быть заполнены как турбулизо-ванной, так и ламинарно движущейся жидкостью явление перемежаемости). Кроме того, для некоторых течений, относящихся преимущественно к системам с мягким возбуждением, этот диапазон сопровождают различные сопутствующие явления. Так, при движении жидкости в зазоре между вращающимися с разной угловой скоростью концентрическими цилиндрами (течение в аппарате Куэтта) между ламинарным и турбулентным режимами наблюдается промежуточный режим вихрей Тейлора — система торообразных опоясывающих внутренний цилиндр вихревых жгутов с попарно противоположной закруткой [69, 81]. При движении плохообтекаемых тел в промежуточном для чисел Рейнольдса диапазоне между стоксовским ламинарным обтеканием и обтеканием с полностью турбулизованным следом наблюдаются такие интересные последовательно развивающиеся явления как отрыв ламинарного пограничного слоя и образование замкнутой вихревой области, обтекание с упорядоченно сходящей системой вихрей, турбулизация и присоединение пограничного слоя и связанный с [c.178]

Вместе с тем методами экспериментального и численного анализа установлено, что при турбулентном режиме взаимодействия вторичные течения, являющиеся следствием пЪперечных градиентов рейнольдсовых напряжений, имеют противоположную направленность. Напомним, что в этом случае вторичный поток движется вдоль биссекторной плоскости к ребру двугранного угла, а от него — по размаху угла, образуя, таким образом, пару симметрично вращающихся вихрей. Такого рода течения являются наиболее типичными при обтекании двугранного угла, поскольку в окрестности биссекторной плоскости практически всегда реализуется турбулентный режим движения [39 ]. Эта особенность обтекания двугранного угла в немалой степени обусловлена наличием особой точки , возникающей вследствие пересечения передних кромок граней угла и выполняющей роль источника возмущений. Лишь в диапазоне низких дозвуковых скоростей в окрестности ребра двугранного угла реализуется ламинарная форма течения. При определенных условиях в двугранном угле может развиваться также область течения с переходом пограничного слоя из ламинарного состояния в турбулентное, протяженность которой характеризуется числом Re = 1.7 -10 [168 ], [c.155]

Таким образом, вторичные течения, реализующиеся в области взаимодействия ламинарных пограничных слоев и направленные вдоль биссекторной плоскости двугранного угла в сторону внешнего потока, действительно развиваются главным образом под воздействием локального положительного градиента давления в окрестности передних кромок граней угла. По мере перехода к турбулентному состоянию интенсивность этих течений постепенно ослабевает, по-видимому, до уровня, близкого к характерному значению для двумерного течения. Одновременно повьпиается роль вторичных течений противоположного знака, которые являются устойчивой формой существования пары симметрично вращающихся вихрей и развиваются вниз по потоку до тех пор, пока имеет место турбулентный режим движения. [c.160]

Первое обстоятельство, которым вызвано внимание исследователей к вопросам ламинарно-турбулентного перехода в отрывных областях, заключается в том, что отрыв пограничного слоя можно рассматривать в качестве одного из основных факторов, стимулирующих возникновение турбулентности в пристенной области течения. В эксперименте дестабилизирующее влияние отрыва выражается в том, что уже при сравнительно малых числах Рейнольдса он сопровождается нарастанием возмущений ламинарного течения и последующим переходом к турбулентности. В итоге реализуется режим течения, в котором ламинарно-турбулентный переход происходит в пределах области отрыва или вблизи нее возникает отрывная зона переходного типа. Принципиальная схема локального переходного отрывного течения для номинально двумерной области отрыва изображена на рис. 6.1. Ее основные элементы включают отрыв ламинарного пограничного слоя, последующий переход к турбулентности и присоединение турбулизованного [c.224]

Другая возможность управления переходом заключается в непосредственном влиянии на возмущения ламинарного течения, которые вызывают турбулизацию, модификацией граничных и начальных условий. Изменение свойств возмущений во внешней среде и их взаимодействия с обтекаемым телом, а следовательно, интенсивности и час-тотно-волнового состава волн неустойчивости в пограничном слое может быть достигнуто сглаживанием поверхности, уменьшением турбулентности внешнего течения и звука, а также колебаний тела, использованием механизмов защиты от пыли и подавлением волн неустойчивости путем их суперпозиции. Применение риблет для управления переходом в пограничном слое, согласно результатам последних исследований, также следует отнести к этой группе методов. Протяженность ламинарного участка течения может быть увеличена раздельным либо совместным применением различных способов управления, а также иными, реже употребляемыми методами. В числе последних — воздействие на переход испо.пьзованием явления кавитации и химических реакций. [c.260]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология