Теория пограничного слоя Г. Шлихтинг под ред. Лойцянского Л.Г. (1013691), страница 132
Текст из файла (страница 132)
$51. Т Ь во й от в ад Т., б;а г г ! оЬ Х., бепега1 рогепйа1 СЬеогу о1 агЫСгагу сч)пд вес!)оа. МАСА ТВ 452 (1933). 152. Т о 1 1 ш ! е п ЪЧ., ОЬег БСаЬИИагвргоЫеше Бав)огш)дег бгепгясЫсЫеп. СЧОЬ ХЬ. 1953, 215 — 224. 153. И1г1сЬ А., ТЬеогеС)всЬе СагегвисЬип8еп ПЬег й»е СЧ)йегвгаайяегврагп)в йигсЬ ЬашшагЬа!Сип8 шИ АЬваи8иа8.
БСЬг)Иеп ЙС. АЬай. й. Ьи)11аЬГС)огвсЬшд 8 В, вып. 2 (1944). $54. СЧ е $1 Н., Ейесгв о$ ргеввиге Ягай1епС оп ягаЬ))Иучапй яЫп )пс11оп )п 1ашшаг Ьоипйагу 1ауегв ш сошргезв)Ые йи№в. ХАЯ 18, 311 — 318 (1951). 155. ЪЧ е п й с Р., ТшЬи1епге ЯСгошип8 гийвсЬеп|гсче! гоС)егепйеа 1«оах!а1еп Еу1шйегп. 1п8;АгсЬ. 4, 577 — 595 (1933). 156. % 1 ] Ь е г Н., Оп СЬе йеСегши»аС1оп о1 СЬе Стаде!Сюп ро!пС 1гош шеавигешепгв о1 СЬе вгаС)с ргешиге а)оа8 а виг$асе.
Ной. Вег. А 1210 (195ИЬ ЛИТЕРАТУРА К ГЛАВЕ ХЧП 499 !57. % ! ! Ь е г Н., Япгчеу о! !гапв11оп ро!ВФ шеазпгешеп!з аФ 1Ьв г(ЬЬ, шаш1у 1ог Фщо й!шепз1опа1 1!он очег в НАСА 0018 рго1!!е. Но11. Ввг. А 1269 (1951). !58. % и в з ! %., 5)аЬегпп8зте!зе ВегвсЬппп8 ппй Я!аЫ1!!а!зчвгЬв!!еп чоп !аш!петен СгепззсЫсЬШп шН АЬзап8пп8 йпгсЬ Е!пке)зсЫ!гзе. 1ЕЕ.-АгсЬ. 21, 90 — 103 (1953). 159. % и е з ! %., Я!аЫ11!а!зш!пйегпйе Е!пйбвве йег АЬзап8е8тепззсЫсЫеп. 2Р% 4, 81 — 84 (1956).
160. 2 а1оч с ! Ь 1. А., Я Ь о о 8 К. В., Р1!8Ы шчез!!Яа!!оп о(Ьошп1агу 1ауег !гапзН1оп апй рго1!)е йга8 о( ап ехрег!шепга! 1очч-йга3 м!В8 !пз!а1!ей оп в Р!8Ыег-Туре а!гр1апе. МАСА %агИше Керог! 1-94 (1945). 161. М а с1с Ь. М., ч!зсопзапй1пч!зсЫашр1!Ксаг!опга!езо!!ччо-апй ФЬгее-й!шепа!опа! й!зшгЬапсез 1п а сошргезз!Ыв Ьоппйагу 1ауег. 1ег-Ргор. ЬаЬ. Яраса Рго8. Япш.
158, 37 — 45 (1966). См, таике М а с Ь 1. М., Воппйагу 1ауег з$аЫ1Ну !Ьеогу. Ус!-Ргор. Ь|Ь. Вос. Р(о. 900 — 277, Кеч. А, ноябрь 1969. 162. Т а и ! 1., Воз пйагу-1ауег згайз!г!оп. Рарег !и Ашша1 Кеч!еи о(,Р)п!й МесЬ. ! (ей. %. К. Яеагз), Ра1о А11о, Са!!!. Ашша1 Кеч!ечгв, 1пс., 1969. Часть четвертая Турбулентные течения Глава ХУП1 Основные сведения о турбулентных течениях Предварительные замечания. Очень многие технически важные течения являются турбулентными.
В таких течениях на главное движение налагается неправильное кульсационное движение, в результате чего возникает перемешивание отдельных частей жидкости. Для получения наглядного представления о турбулентном течении на рис. 18.1 изображены четыре снимка движения воды в лотке, полученные И. Никурадзе посредством фотокамеры, двигавшейся вдоль оси канала. Для придания течению видимости поверхность воды была посыпана порошком, не растворявшимся в воде. Скорость течения на всех четырех снимках одинакова, но каждый из них получен при разной скорости движения фотокамеры. Снимки позволяют легко установить, где продольная скорость движения частиц больше или меньше скорости движения фотокамеры, и дают убедительное представление о сложности турбулентного течения Пульсационное движение, налагающееся на главное движение, в своих деталях настолько сложно, что воэможность его теоретического расчета представляется совершенно безнадежной.
Между тем перемешивание жидкости, вызываемое пульсационным движением, придает турбулентному течению особенности, резко отличающие его от ламинарного течения. В частности, действие такого перемешивания на поток равносильно увеличению вязкости в сотни, тысячи, десятки тысяч и даже болыпее число раз.
При больших числах Рейнольдса энергия непрерывно переходит из основного течения в наиболее крупные турбулентные образования (чвихриэ). Наоборот, диссипация энергии совершается главным образом в небольших турбулентных «вихрях», и притом, как показано в работе ['Ч, в узких, прилегающих к стенке полосах пограничного слоя. Турбулентное перемешивание является причиной большого сопротивле-' ния при турбулентном течении в трубах, сопротивления трения кораблей и самолетов и потерь энергии в турбинах и компрессорах.
В то же время только турбулентность дает возможность преодолеть повышение давления при течении в диффузоре или при течении вдоль крыла самолета и лопатки воздуходувки. Если бы такие течения были ламинарными, а не турбулентными, то все они обязательно и быстро отрывались бы от стенки, вследствие чего в дкффузоре обратное преобразование кинетической энергии в энергию давления происходило бы с большими потерями, а крылья и лопатки действовали бы плохо. Закономерности развитого турбулентного течения будут рассмотрены в следующих главах. Так как вследствие сложности пульсационного движения чисто теоретический расчет турбулентного течения до настоящего времени невозможен, то указанные закономерности приходится искать лишь для пенлвхенте льные зхыкчлпия 501 осреднсяных по вромени величин, харак п ризук>щих турбулентное течение.
Только такой путь в сочетании с введением некоторых весьма вероятных почузмпирическпх допущений позволяет, во-первых. истолковать вкспериментальный материал с точки ар< ния некоторых общих принципов, а во- 502 основнын свндиния о ТРРВРлентныи тичвнияк !Рп. кчп» Настоящую главу мы посвятим выяснению влияния пульсационного движения на осредненное движение. Б следующей главе мы изложим полу- эмпирические допущения, необходимые для теоретического расчета турбулентных течений и основанные главным образом на введенном Л.
Прандтлем понятии пути перемешивания. Б дальнейших главах мы рассмотрим на этой основе отдельные случаи турбулентного течения, как, например, течение в трубах, течение около пластины, турбулентный пограничный слой с перепадом давления, свободную турбулентность (без ограничивающих стенок). Более подробные сведения об отдельных вопросах можно найти в работах [гва[ и [мс[. 3 1. Осредненное движение и пульсационное движение Более тщательные наблюдения позволяют обнаружить, что при турбулентном течении скорость и давление в фиксированной точке пространства не остаются постоянными во времени, а очень часто и очень неравномерно изменяются (см. рис.
16.17). Такие изменения скорости и давления, называемые пульсациями, являются наиболее характерным признаком турбулентности. Элементы жидкости, перемещающиеся как целое вдоль и поперек основного течения, представляют собой не отдельные молекулы (как в кинетической теории газов), а макроскопические, более или менее крупные образования (турбулентные «массы»). Хотя при течении, например, в канале пульсации скорости составляют всего несколько процентов от средней скорости течения, тем не менее они имеют исключительное значение для развития всего течения. Пульсационное движение можно представить себе как следствие собственного движения турбулентных образований, налагающегося на осредненное движение. На трех последних снимках, изображенных на рис.
18.1, такие образования хорошо заметны. В процессе турбулентного- течения они все время то возникают, то распадаются. Их величина дает представление о масштабе турбулентности, т. е. о пространственном протяжении элементов турбулентности. Масштаб турбулентности определяется внешними условиями течения, например размером отверстий в выравнивающей решетке, через которую пропускается. жидкость.
О некоторых количественных намерениях пульсационных скоростей будет сказано в 9 4 настоящей главы. При естественном ветре пульсации очень четко проявляются в виде порывов ветра, скорость которых часто достигает 50оф от средней скорости ветра.
О масштабе турбулентности ветра можно получить представление, например, по колыханию колосьев на засеянном поле. Уже в главе ХЧ1 мы указали, что для математического исследования турбулентного течения целесообразно равложить его на осредненное движение и на пульсационное движение. Обозначив осредненное по времени значение составляющей скорости и через и, а пульсационную скорость через' и' и т. д., мы получим следующие равенства для составляющих скорости и для давления: и = и + и', п = Р + Р', и = в + ю', р = р + р' (18 1а, б, в, г) скнй ученый А. А.
Фридман в докладе, прочитанном на Международном конгрессе по прнкладной механнке в Дельфте в 1924 г. [см. К ел л е р Л. В. н Ф р яд м а н А. А., В!!!егеп!!а121е!сЬшдеп рйг 6!е «пгЬп1еп!е Ветгедппдеп е1пег 1гоюргевз!Ь!1еп Р16вз!6йе!1, Ргос. 1!Ь 1п«егп. Сопзг. Арр1. МесЬ., Ве!В, 1924; К е л л е р Л. В., Об установлении снстемы характеристик атмосферной турбулентностн, Изв. Главк. геофнз. обсерватории, 1926). Разработке статнстнческой теории турбулентности в Советском Союве посвящен ряд работ А. Н.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
