Распределение поверхностного трения

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]

Распределение поверхностного трения [c.98]

При наличии положительного градиента давления распределение поверхностного трения в целом выглядит аналогичным образом (рис. 2.17), но характеризуется более интенсивным уменьшением Су при приближении к биссектрисе угла [c.100]

Силы, действующие на массу жидкости, делятся на массовые (или объемные) и поверхностные. Массовые силы действуют на каждую частицу данного объема жидкости и пропорциональны массе к их числу относятся силы тяжести, инерции, центробежная. Поверхностные силы (давления, трения) действуют на поверхностях, отделяющих данный объем жидкости от окружающей его среды они пропорциональны размеру поверхности. Так как идеальная жидкость не сопротивляется растяжению и сдвигу, то под действием сил давления в жидкости возникает напряжение сжатия, которое будем называть гидромеханическим давлением. Напряжение, обусловленное действием равномерно распределенной поверхностной силы Р на поверхность f и называемое гидростатическим давлением р, можно выразить так [в Н/м (Па)] [c.17]

Исходя из общих соображений о подобии между диффузией и поверхностным трением, можно ожидать, что в случае диффузии к стенкам трубы, являющимся поверхностью реакции, также существует входной участок и участок установившегося распределения вещества. Поскольку коэффициент диффузии в жидкости мал по сравнению с вязкостью, можно ожидать, что участок, на котором устанавливается распределение диффундирующего вещества, значительно длиннее, чем входной участок для установления пуазейлевского профиля скоростей. Тогда всю трубу можно разбить на три участка -гидродинамический входной участок длиной Л, диффузионный входной участок Н и область установившихся режимов. [c.120]

Для изготовления профильных изделий применяются главным образом прямоточные экструзионные головки. При их проектировании следует учитывать усадочные явления, искажающие форму прямоугольного профиля. Разное поверхностное трение о стенки мундштука в середине и ближе к острым углам сечения вызывает неравномерное распределение скоростей массы. На выходе в первую очередь охлаждается поверхность изделия. При этом могут возникать внутренние напряжения, приводящие к искажению фор- [c.166]

В рамках настоящего раздела невозможно рассмотреть не только все проблемы измерений поверхностного трения, в особенности в сложных турбулентных течениях, но даже сколько-нибудь подробно изложить существующие методы. Не случайно в обзорной статье [158] упоминается 152 работы, в той или иной степени имеющие отношение к измерениям трения на стенке. Поэтому мы ограничимся простым перечислением распространенных методов, акцентируя внимание на одном из них, который представляется как наиболее перспективный. Предварительно сошлемся на рис. 1.12 [159], на котором в наглядной форме систематизированы наиболее распространенные косвенные методы измерения поверхностного трения, основополагающий принцип которых состоит, в частности, в использовании соответствующих аналогий (пленочный анемометр) (а), законов подобия в пограничном слое (планка-выступ, трубка Престона, фиксированный термоанемометр) (б—г) и распределении скорости вблизи стенки в обобщенной форме (модифицированный метод Престона, двойной фиксированный термоанемометр) (д, ё). Здесь показан также вид соответствующей калибровочной зависимости, если таковая требуется, и приведены случаи, когда в калибровке необходимости нет. [c.48]

Рис. 1.18. Распределение местного коэффициента поверхностного трения но размаху двугранного угла при = 30 м/с (Re . = 1.8-10 ).

Рис. 1.19. Распределение местного коэффициента поверхностного трения на стенке рабочей части аэродинамической трубы при = 3.

Получение точных количественных данных о распределении коэффициента поверхностного трения Су в двугранном угле вызывает определенные трудности [c.98]

На рис. 13, а, б в виде зависимости Су= /( > , г) представлены данные о распределении местных значений коэффициента поверхностного трения по размаху двугранного угла, полученные соответственно при обтекании моделей Кб и Я6 в сечении д = 1105 мм ( х = 0.85). Измерения выполнены методом Престона тремя геометрически подобными цилиндрическими насадками, отличающимися внешним диаметром. Видно, что значения Ср полученные с помощью [c.191]

Рис. 3.13. Распределение местного коэффициента поверхностного трения по размаху двугранного угла.

По опытам Никурадзе, который изучал течение воды в длинных цилиндрических трубах, значение коэффициента пропорциональности а в формуле (2.12) равно 11,6. Это значение а определено Никурадзе по пересечению опытной кривой распределения скорости в турбулентном ядре пограничного слоя, соответствующей логарифмическому закону, с прямой, описывающей линейное распределение скорости в области ламинарного подслоя, рассчитанной по опытным значениям поверхностного трения. [c.132]

Рассмотрим случай течения в турбулентном пограничном слое с продольным градиентом давления. На рис. 2.27с представлено распределение статического давления р и градиента давления с1р/(1х вдоль специального вкладыша, установленного в рабочей части аэродинамической трубы. В этих условиях наблюдается резкий переход от отрицательного градиента давления к положительному. Это приводит к сильному влиянию предыстории развития пограничного слоя на его местные характеристики. Из рис. 2.27 б видно, что в этом случае имеет место сложная картина изменения вдоль потока коэффициента поверхностного трения f, непосредственно измеренного с помощью методов, описанных в 4.5 (гл. 4). [c.137]

Рис. 2.27. Распределение давления и градиента давления вдоль профилированного вкладыша (а) и результаты измерения коэффициента поверхностного трения вдоль х при (1р/(1х ф О (б) / — измерения с помощью теплового датчика трения [2.15] 2 —с помощью выдвижного препятствия [2.30] 3 — сглаженная по опытным точкам кривая х = х — хо)/Ах,

С целью повышения надежности получаемых результатов экспериментальное определение коэффициентов теплоотдачи осуществлялось с применением двух независимых методов, основанных на универсальных свойствах распределения температуры в разных областях турбулентного пограничного слоя. В первом из них коэффициент St определялся по логарифмическому участку экспериментального профиля температур в турбулентном пограничном слое. Этот метод можно условно назвать тепловым методом Клаузера , по аналогии с широко известным методом, предложенным Клаузером [3.19] для определения коэффициента поверхностного трения С/ по логарифмическому участку профиля скорости. [c.157]

На рис. 3.44 показано также влияние длины пластины на распределение относительного коэффициента поверхностного трения в пограничном слое вниз по потоку от пластины. Из опытных данных следует, что с увеличением длины пластины эффективность РВС возрастает при всех исследованных значениях Н/5 и скорости набегающего потока Uoo- [c.197]

Рис. 3.44. Типичное распределение относительного коэффициента поверхностного трения в зависимости от безразмерного расстояния от задней кромки пластины при разных значениях относительной длины и высоты ее установки а — Н/6 = 0,4 6 — 0,6 в —0,8 I — l/oi = 1,2

В экспериментальной практике широко применяются косвенные методы определения поверхностного трения как наиболее простые для практического использования. Косвенные методы основаны, главным образом, на измерении скорости (или ее распределения) в пограничном слое, при этом предполагается наличие универсальности законов распределения скорости. Эти методы требуют физически обоснованных градуировок, позволяющих судить о степени их пригодности. [c.266]

Что касается линейного распределения скорости в вязком подслое, в непосредственной близости от обтекаемой стенки, то оно справедливо как в безградиентном потоке, так и при йР/йх фО. Это дает основание считать, что косвенные методы первой группы могут быть использованы и при измерении поверхностного трения в условиях потока с продольным градиентом давления. [c.271]

Следует отметить, что положение максимума параметра х в ламинарном пограничном слое и 0,65 " ) практически совпадает с координатой точки пересечения прямой U/Uoo = 1,632у/5 " , соответствующей начальному наклону профиля скорости в ламинарном пограничном слое вблизи стенки dU/dy = т-ц,/ л), с прямой U/Uoo = 1. соответствующей равномерному профилю скорости вне пограничного слоя (см. рис. 2.29). Если учесть, что толщина подслоя 6л в турбулентном пограничном слое тоже определяется как точка пересечения линейного распределения скорости вблизи стенки и = тш/у)у со степенным или логарифмическим законом распределения скорости в турбулентном ядре слоя (которое можно считать внешним по отношению к течению в вязком подслое), то толщину в ламинарном пограничном слое можно рассматривать как аналог толщины подслоя л в турбулентном пограничном слое. Используя эту аналогию течения вблизи стенки в турбулентном пограничном слое с обычным ламинарным пограничным слоем, оценим толщину 5q элементарного ламинарного слоя в турбулентном пограничном слое как 5q = л/0,6. Такое же соотношение между л и 0 получается, если Sq определять как толщину элементарного ламинарного слоя, в котором реализуется то же значение поверхностного трения, что и в реальном турбулентном пограничном слое (см. формулу (2.22)). [c.141]

В [4.60] было исследовано влияние выдвинутого в поток датчика трубка-выступ на распределение статического давления вдоль обтекаемой поверхности. Установлено, что в безградиентном потоке выдвижение трубки датчика над обтекаемой поверхностью на высоту до 0,5 мм незначительно влияет на распределение статического давления как вверх, так и вниз по потоку от датчика. Малая высота выступа датчика по отношению к толщине вязкого подслоя позволяет применять его и для измерения поверхностного трения в турбулентном пограничном слое с продольным градиентом давления с использованием универсального градуировочного соотношения (4.69), поскольку линейное распределение скорости в вязком подслое при уи /1> < 5 соблюдается и при Р/с1х ф 0. [c.281]

Физическая модель движения жидкости. Рассмотрим равновесие движущейся жидкости, непрерывно распределенной в пространстве (сплошная среда). Движение жидкости происходит под действием массовых (объемных) и поверхностных сил. Прн выводе уравнений за основу возьмем второй закон Ньютона, согласно которому сумма векторов всех сил (силы тяжести, силы от гидростатического давления, а для реальных жидкостей — силы трения), действующих на выделенный элемент жидкости, равна произведению его массы на ускорение. [c.276]

Силы, распределенные по поверхности, называются поверхностными. Они обусловлены взаимодействием соседних объемов жидкости или воздействием других тел (твердых или газообразных), соприкасающихся с рассматриваемым объемом жидкости. Поверхностные силы пропорциональны площади поверхности жидкости. В общем случае произвольно направленная поверхностная сил ЛЯ, действующая на площадку Д8, может быть разложена на нормальную ДР и тангенциальную ДТ (касательную к площадке) составляющие. Если ДР направлена внутрь рассматриваемого объема жидкости, она называется силой давления. Составляющая АТ называется силой трения (рис. 1). [c.7]

По существу и Оср являются оценками математического ожидания законов распределения вероятности сопротивления и проводимости объекта, поэтому параметры Кср и К ср однозначно и комплексно характеризуют его состояние. В случае жидкостной смазки = gп) они характеризуют усредненное значение толщины пленки в зонах трения, при граничной (Сер = к) - несут информацию о размерах пятен контактов и толщине поверхностных пленок. Широкое применение этих параметров обусловлено также простотой их измерения (достаточно использовать вольтметр или амперметр с магнитоэлектрической системой). [c.473]

Предсказание распределений поверхностного трения в сложных пространственных течениях, формирующихся, например, в продольно обтекаемых угловых конфигурациях, а также в потоках, характеризующихся отрывом и существенной (по Клаузеру) неравновесностью, является весьма сложной проблемой даже в рамках численных расчетов, основанных на использовании современных моделей турбулентности. Поэтому вопросы разработки эффективных методов и средств измерений поверхностного трения с целью последующего использования полученных результатов для создания адекватных методов расчета и моделей турбулентности таких течений по-прежнему остаются актуальными. Информация о величинах поверхностного трения представляет большой интерес и с практической точки зрения. Известно, например, что доля сопротивления трения в общем балансе полного сопротивления магистральных пассажирских самолетов при крейсерском режиме полета в диапазоне околозвуковых скоростей достигает 50 %. Поэтому умение прогнозировать величину трения при конструировании перспективных самолетов несомненно является важной практической задачей. [c.48]

Комплекс экспериментальных теплоаэродинамических исследований включает измерения локальной теплоотдачи по периметру цилиндров (метод электрокалориметрирования) поверхностного трения по периметру цилиндров (метод выступающей планки) распределения статических давлений по периметру цилиндров аэродинамического сопротивления. [c.50]

В то же время начальная стадия формирования турбулентного сдвигового течения, как правило, имеет неравновесный характер, обусловленный влиянием предыстории развития потока. В качестве показателя неравновесиости анализируемого течения Клаузером был предложен параметр, напрямую связанный с безразмерным комплексом [i, выражающим отношение перепада давления на характерном размере <3 к местному напряжению поверхностного трения. При этом распределения как средних, так и пульсационных характеристик потока не являются автомодельными. При рассмотрении подобных течений будет подразумеваться, что такие течения неравновесны по Клаузеру. [c.21]

Полученные таким образом результаты приведены в [39 ] в виде зависимости /г/(ЗJJJJ = /(Л/(Зд ) при Ке = 7.8 10 . Оказалось, что при увеличении относительного радиуса сопряжения Л/сЗд, безразмерная протяженность /г/<3 , уменьшается и в пределе при некотором значении Л/сЗц становится равной нулю, т.е. область взаимодействия полностью вырождается. Как уже отмечалось, в этом случае исчезают вторичные течения и пограничный слой становится двумерным. Отмеченная тенденция подтверждается также распределением безразмерного коэффициента поверхностного трения по размаху двугранного угла, приведенного на рис. 2.23 в виде зависимости Сг/Сг = (г) [76, 124] при варьируемом ра- [c.107]

Итак, в условиях низких дозвуковых скоростей вторичные течения, возникающие в области взаимодействия пограничных слоев, сравнительно невелики, т.е. достигают величин порядка нескольких процентов скорости набегающего потока. Однако несмотря на малость, они приводят к возмущению продольного сдвигового потока, в значительной степени определяя структуру турбулентных пристенных течений в окрестности линии пересечения плоских поверхностей. В частности, тот факт, что темп нарастания пограничного слоя в биссекторной плоскости двугранного угла несколько меньше, чем в двумерной области, следует отнести за счет утоньшающего воздействия поперечных течений. Не случайно в случае изменения направления их движения на противоположное, как это имеет место при ламинарном обтекании, пограничный слой в плоскости симметрии становится значительно более развитым [39 ]. Вторичные течения воздействуют как механизм конвективного переноса в плоскости, нормальной к направлению основного потока. Как с,тедует из [61] на основе оценки членов первого порядка, эти течения конвектируют количество движения, завихренность основного потока, а также полную энергию среднего движения. Воздействуя на распределение изотах, поперечные потоки существенно изменяют также протяженность области взаимодействия, коэффициент поверхностного трения, тепловой поток к стенке [148] и другие характеристики вязкого течения в угле. [c.122]

Для повышения достоверности результатов опытов значение допустимого числа Рейнольдса шероховатости определялось на основании как результатов измерений интегральных характеристик турбулентного пограничного слоя (поверхностного трения), так и опытных данных по распределению скорости в пограничном слое, развиваюш,емся на обтекаемой шероховатой поверхности. [c.177]

В основе описанного метода лежит универсальность распределения непоправленных значений скорости вблизи стенки в координатах (/+ = /(у ) при разных скоростях набегающего потока и заданном диаметре нити, подобно тому, как в методе Клаузера [4.45] при определении местных коэффициентов поверхностного трения используется универсальный характер закона стенки в логарифмической области пограничного слоя. [c.263]

Транспортировка по железной дороге и пневмотранспортом не вызвала заметных изменений в равномерности распределения составляющих смеси. Очевидно, усилия сдвига, воспринимаемые частицами трехкомпонентной смеси в процессе транспортировки, меньше, чем силы трения между частицами и поверхностные связи между ними, образующиеся в процессе смешения. Эти же свойства сохраняются и при переводе смеси в кипящее состояние (псевдоожижение) и в процессе перемещения ее к изделию электрическим нолем (табл. 5.1). Процентное содержание отдельных фракций (гранулометрического состава) изменяется всего на 0—3%, что указывает на отсутствие сепарации. [c.120]

В процессе трения в поверхностных слоях металлов происходят сложные явления, связанные с перераспределением химических элементов, структурными превращениями, измельчением отдельных фаз, образованием вторичных структур и т. д. Возникающие при этом слои измененной структуры обычно состоят из слаботра-вящихся белых фаз и зон повышенной травимости. Характер их распределения, структурное строение и фазовый состав оказывают большое влияние на износостойкость деталей. [c.21]

Знание ПНЗ чрезвычайно важно при изучении двойного электрич. слоя и электрохимической кинетики, поскольку положение заданного потенцигша относительно ПНЗ предопределяет поверхностную концентрацию разл. компонентов р-ра (в т.ч. реагирующих в-в) и распределение потенциала на грашще электрод р-р, что в свою очередь оказывает влияние на энергию активации электродных р-ций. Соотношение заданного Е и ПНЗ определяет также смачиваемость электрода р-ром и нек-рые мех. св-ва электрода (его сопротивление внеш. деформации, коэф. трения на границе электрода с др. твердым телом в р-ре). [c.81]

Любая система, в том числе и дисперсная, стремится, согласно второму закону термодинамики, к состоянию с мини--мальной свободной энергией. Это достигается системой путем сокращения суммарной поверхности или адсорбции дисперсных частиц на поверхности трения, как в исследуемых случаях. Адсорбировавшиеся на поверхности трения,дисперсные .частицы подчиняются закону диффузии, который проявляется в том, что частицы из зоны с большей концентрацией (зона контакта) переносятся к месту с меньшей их концентрацией. Процесс этот необратим и заканчивается равновесным состоянием, которое представляет собой равномерное распределение-частиц по всей поверхности трения. На законе диффузии основано явление самозатягивания поверхностных слоев смазки при их прорыве в процессе трения. [c.35]

Амплитудное распределение ДЭ при фрикционном взаимодействии твердых тел обусловлено изменением энергии упругости поверхностных и приповерхностных слоев и существенным образом зависит от их свойств - параметров шероховатости, наличия микроповреждений, наличия и качества смазочного слоя и др. Поэтому характеристики амплитудного распределения могут являться эффективными диагностическими параметрами при контроле узлов трения. [c.186]

Получила дальнейшее развитие [271, 272] работа Ребиндера и Венстрем [270] по изучению декремента затуханий колебаний маятника, опора которого установлена на поверхности раздела металл -раствор. В основу исследования легла идея о зависимости коэффициента трения на поверхности от поверхностной плотности заряда и распределения ионов в двойном слое. Декремент затухания последовательных колебаний маятника частично зависит от коэффициента трения в подвесе. Дальнейшее развитие этой идеи, правда в другом типе экспериментов, было осуществлено Бокрисом и Аргарде [273]. Они обнаружили, что имеется критический наклон, при котором рейтер, укрепленный на коромысле, как раз начинает двигаться, если определенным образом наклонять коромысло. Контроль положения коромысла осуществим потенциостатически. [c.498]

Накопление водорода а метси1Ле при трении СйПрОБО ждается сложной динамикой распределения концентрации водорода как в поверхностных слоях, так и в слоях на глубине до 3-4 мм 37,48]. При определении количества водорода большое значение имеют время и условия, в которых находился металлический образец после окончания трения до момента измерения наводороживания, что обусловлено возможностью десорбции водорода из металла в атмосферу. Обычно сразу после трения образец охлаждают водой или сухим льдом, стобы снизить подвижность водорода и зафиксировать его в металле. [c.24]

Галтовка. Процесс предназначен для удаления грата (излишки материала, остающиеся на кромках изделия после прессования, литья под давлением, раздува и т. д.) с изделий небольших размеров или шлифования и полирования таких изделий. Галтовку осуществляют в горизонтальных или наклонных барабанах, к-рые заполняют изделиями и вспомогательными телами п приводят во вращение. В зависимости от толщины грата, его распределения и конфигурации изделий в качестве вспомогательных тел применяют стальные шарики, шпильки, дробь или шары из плавленой окиси алюминия. Грат снимается с изделий в результате ударов и трения и удаляется из барабана через сетчатые стенки или дно. Более тонкая обработка поверхности достигается при галтовке в герметичных барабанах в присутствии воды и поверхностно-активных веществ. Шлифование или полирование изделий осуществляют при помощи кусочков пемзы, восковых шаров или деревянных блоков, пропитанных полировальной пастой. Изделия предварительно тщательно очищают, промывают и сушат. Продолжительность галтовки — [c.112]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология