Теория пограничного слоя Г. Шлихтинг под ред. Лойцянского Л.Г. (1013691), страница 173
Текст из файла (страница 173)
.55. К е1 с Ь а г й С Н., 1шри!в- ивй %агшеаив|аивсЬ Ье1 (ге1ег ТигЬи!епя. ЕАММ 24, 268 — 272 (1944). -56. К е 1 с Ь а г й С Н., 1)ег ЕшПиш йег |чавйааЬеа БСгошиа6 аи1 йеа СигЬи1еп|еа %агшейЬегдаа8. М!И. Мах-Р!аасЬ-1ввС!Сиг Ьйг БСгбшиайя1огвсЬив8 № 3, 1 — 63 (1950]. 57. К е 1 с Ь а г й С Н., 1)!е 6гиай1адеп йев СигЬи1ев|ев ЪЧагшейЬег8авдев. АгсЬ. %апаеСес1ш.
2, 129 — 142 (1951]. .58. К е в Ь о С Ь о Е., Т и с Ь е г М., Арргох1шаСе са1си1аС!оа о( СЬе сошргеяв!Ые СигЬи1еп| Ьоиийагу 1ауег |«ИЬ Ьеа| Сгаив[ег аай агЬИгагу ргеввиге Бгай!еаС. МАСА ТХ 4154 (1957). 59. К е у по 1Й в О., Оа СЬе ех|евС авй ас|!оа о( СЬе Ьеас!п8 виг1асе (ог в|еав| ЬоПегв. Ргос. МавсЬев|ег ЫС.
РЫ1. Яос. !4, 7 — 12 (1874). 60. К е у п о 1 й в %. С., К а у в %. М., К 11 и е Б. 7., Неа| Сгаив1ег ш СЬе СигЬи1еаС |асошргеяв!Ые Ьоиш1агу 1ауег. 1. Совв|ап| «чаП Сешрега|иге. ХАБА МЕМО 12-1-58 % (1958). 11. БСер иаП Сешрега|иге Й1в|пЬиПов. ХАБА МЕМО 12-2-58 % (1958). 1Н. АгЬИгагу ъаП Сешрега|иге аий Ьеа| Пих. ХАБА МЕМО 12-3-58 % (1958).
1Ч. ЕНес| о1 1оса|!ов о1 Сталя!Поп апй ргейкС!оа о1 Ьеас Сгаив1ег !а а 1|во|«в СгапвИ!оа ге8!ов. ХАБА МЕМО 12-4-58 % (1958). 81. В о С С а 7. С., СЬег йев Е1Ы1ивв йег МасЬвсЬеа ЕаЫ иай йев %аггаейЬегдавдв аЫ йая %авййегегя СигЬи1ев|ег БСгошип8еа. 2Р% 7, 264 — 274 (1959). 62.
К о С С а 1. С., ТигЬи1еаС Ьоивйагу 1ауегв |«!СЬ Ьеа| Сгаы1ег ш сошргевв!Ые По|«. АОАВВ Вер. 281 (1960). 63. К о С С а Ь С., Вешегйивд хиш ЕшПивв йег ))!сЬСевсЬ««ав]гивдеа !и СигЬи1еп|еа 6геывсЫсЫеп Ье! ]«ошргевв!Ыег ЯСгбшиай. !ад.-АгсЬ. 32, 187 — 190 (1963). 64. В о С С а 1. С., Тешрегагигчегсе!1ивдеа !и йег СигЬи1еи|еа 6геыясЬ|сЬС аи йег еЬеаеа Р1апе. 1ы. 7. Неа| Маяв Тгаав1ег 7, 215 — 228 (1964). .65. В и Ь е в 1 а М. %., Ашой!Пей Веуво1йя ааа!оду 1ог СЬе сошргевв!Ые СигЬп1евС Ьопвйагу 1ауег ов а Па| р1а|е.
МАСА ТХ 2917 (1953). 66. Б с Ь и Ь а и е г 6. В., Т с Ь е а С. М., ТигЬи1евС По«ч. В книге «Н!8Ь Бреей Аегойуваш1ся аай уеС Ргори1в1оив т. Ч, 75 — 195, Ргшсе|ои, (1959). [Имеется русский перевод в книге: Л и и ь Ц. Ц. (редактор), Турбулентное течение в теплопередача, ИЛ, Москва 1963.[ 67. Б в !11 А., Ехашша|1оа о1 СЬе ех!вС!вд йа|а оа СЬе Ьеа| Става(ег о1 СигЬи!еаС Ьоиайагу 1ауегя аС вирегвоа!с вреейв 1го|и СЬе роей о1 ч[ечг о1 Кеуао1йв ааа1о9у. МАСА ТХ 3284 (1954].
68. Б р а 1 й ! в 8 В. В., Неа| Сгапв1ег Со а СигЬи1еаС в|геаи| 1гош а яиг(асе |ч!СЬ а вСерчч!яе ЙЬсоп|шш|у 1а |«аП Сешрега|иге. 1а|егааПоаа1 Вече!оршев|в !и Неа| Тгавя1ег (Ргосеей!в8в о[Сои(егеасе отдав!Сей Ьу АЯМЕ аС Вои1йег, Со1огайо 1961). Рагс 11, 439— 446. 68а.Я р а 16 1 ад В. В., С Ь ! Я. %., ТЬе йга9 о1 а сошргевв1Ые СигЬи1еаС Ьоиайагу 1ауег ов а вшооСЬ Па| р!а|е РПСЬ аай |ч!СЬоиС Ьеа| Сгаав1ег. Ь Р1иЫ МесЬ. !8, Ы7— 143 (1964]. 69. Б р е и с е В. А., Че1осИу аай еаСЬа1ру й!в|пЬиС!опв ш СЬе сошргевМЫе СигЬи1еиС Ьо|шйагу 1ауег оа а Па| р1а|е. 7.
Р)и!й МесЬ. 8, 368 — 387 (1960). 648 туРпулентные пОГРАничные слОи ЛРи сжимАемОИ течении !Гл. ххп1 70. Б р е и с е В. А., Боше арр1!саС1опв о1 Сгоссо'в 1пвеБга! 1ог СЬе СигЬи1епС Ьоипйагу 1ауег. Ргос. 1960 Неах Тгапв(ег Р]и!й МесЬ. 1пвС., БСап(огй ])и!ч.
1960, 62 — 76. 71. Б р е п с е В. А., ТЬе БгосчСЬ о1 сошргевв!Ые СигЬи1епС Ьоипйагу 1ауегз оп 1воСЬеггпа1 апй ай!аЬаС!с сча11в. АКС КМ 3191 (1961). 72. Б С г а С (.о г й В. Б., В е а ч е г в 6. Б., ТЬе са!си)аМоп о(СЬе сошргевв!Ые СпгЬи1епС Ьоипйагу 1ауег ш ап агЫСгагу ргеввиге Бтай!епС.— А согте1аС!оп о( сегваш ргечСоив шеСЬойв. АКС КМ 3207 (1959). 73. Т а у 1 о г О. 1., Сопй!С!опв аС СЬе виг(асе о( а поС Ьойу ехровей Со СЬе тч!пй. АКС КМ 272 (1919].
74. Т а у 1 о г 6. 1., ТЬе Сгапврогв о1чогггсНу апй ЬеаС СЬгоиЕЬ 11и№в ш СигЬи1епС пгоМоп. Добавление А. Ране'а и Ч. М. Ра1Ьпег'а. Ргос. Воу. Бос. 135, 685 (1932]; см. также РЫ1. Тгапв. А 215, 1 (1915). 75. Т и с Ь е г М., Арргохппаве СигЬп1епС Ьоипйагу 1ауег йече1оршеиС ш р1апе сошргшв1Ые 1)оъ а1оп8 СЬегша11у 1пви1ахей виг1асев чч!СЬ арр11сас!ои со вирегвошс-Сиппе1 сопСоиг соггесМоп. ВАСА Т1] 2045, 78 (1950]. 76.
СУ а1г А., г)аЬегип8вСЬеог!е №г Ьошргввв!Ые СигЬи1еше бгепввсЬ!сЫеп. БАММ БопйегЬей 36, 50 — 56 (1956), 77. Су а 1 х А., ВейгаБ гиг 5]агЬегипБвСЬеог!е 11ошргевв1Ыег СигЬи1епгег 6гепввсЫсЬСеп. )]ЧЕ-Вег!сЬС № 84 (!959). Вторая часть: ВегесЬпипд йег ип!чегвеВеп РипЬС!опеп ипй Ве!вр1е1е. ]7УЬ-Вег!сЬС № 136 (1960). 78. Ъу 11 в о и К. Е., ТигЬи1епС Ьоипйагу-1ауег сЬагасвехйвхгсв аС зирегвошс вреейв. ТЬеогу апй ехрег1пгепС.
ЮАБ !7, 585 — 594 (1950). 79. С]г 1 и Ь 1 е г Е. М., 1пчевМБаС!оп о( 11аС р!аве Ьурегзошс СигЬи1епС Ьоипйагу 1ауегв ччВЬ Ьеав !ганя(ег. !. Арр!. МесЬ. 83, 323 — 329 (1961). 80. Су ! и Ь 1 е г Е. М., С Ь а М. Н., !пчевМБаС!оп о( Вав р1асе Ьурегвошс СигЬи1епв Ьоипйагу 1ауегв гч!СЬ Ьеах Сгапв1ег аС а МасЬ пишЬег о( 5,2 (()). 5]АЪ'ОК]7 Вер. 6631 (1959).
81. У о и и 8 А. ]7., ТЬе йга8 ейесСз о1 гоиЕЬпезв аС ЫБЬ яиЬсгйС1са1 вреейз. !. Воу. Аего. Бос. 18, 534 (1950). 82. В е г С г а ш М. Н., Сопвргевз1Ые СигЬи1епС Ьоипйагу 1ауегв. Бушрозшш Ьапд1еу КезеагсЬ Сепхег, Ь]АБА БР-216 (1969). 83. ЪУ ! и! ег К. О., К о С!а !. С., 8шгСЬ К. О., БСий!ев о1 СЬе СигЬи1епх Ьоипйагу 1ауег оп а сча!явей Ьойу о1гечо1иС1оп ш виЬвоп!с апй вирегзоп!с Возч. АегопаиС!са1 КевеагсЬ Сисис!1, ВМ № 3633 (1970). Глава ХХ1'»' Свободная турбулентность э 1. Предварительные замечания До сих пор мы рассматривали исключительно турбулентное течение вдоль твердых стенок. Перейдем теперь к так называемой свободной турбулентности, под которой подразумеваются такие турбулентные течения, которые не ограничены какими-либо стенками.
Свободная турбулентность наблюдается в 5, следующих трех случаях (рис. 24.1): 1) на У свободной границе струи, 2) в свободной струе и 3) в спутном течении за движущимся телом (в «следе» или «тени»). Свободной границей струи называется поверхность соприкосновЕния двух потоков жидкости, движущихся в одном и том же направлении, но с разными скоростями. Такая поверхность разрыва скоростей неустойчива, и поэтому вниз по течению от первой У точки соприкосновения обоих потоков возникает зона турбулентного перемешивания, — — И— ширина которой возрастает в направлении течения (рис.
24.1, а). Свободная струя возникает при истечении жидкости из отверстия или насадка а> (рис. 24.1, б). Свободная струя вскоре после выхода из отверстия становится турбулент- У ной (аа исключением случая очень малой скорости истечения). Вследствие турбу- У» -сод — ~ Л лентности свободная струя частично смешивается с окружающей ее покоящейся жидкостью. Кроме того, струя увлекает за собой в) граничащую с ней жидкость, и поэтому количество жидкости, протекающей через о> сновоннсн с»сннпс «йоге> в> снопопересшое сечение струи увеличивается по вопнсн стэгн; ю оп»твое течение (слон>. мере удаления от отверстия.
При этом струя по мере удаления от отверстия расширяется, но одновременно уменьшается ее скорость; однако полный импульс струи остается постоянным. Сводное изложение всех проблем струйного движения опубликовал в недавнее время Вай Ши-и [>е). Снутное течение возникает позади тела, движущегося в покоящейся жидкости, а след (тень) образуется позади неподвижного тела, обтекаемого жидкостью (рис. 24.1, в).
В следе позади неподвижного тела скорость меньше, 650 СВОБОДНАЯ ТУРБУЛЕНТНОСТЬ [гл ххгу чем во внешнем течении. Такое понижение скорости означает, что здесь происходит потеря импульса, причиной которой является сопротивление тела. Ширина следа возрастает по мере увеличения расстояния от тела, но зато разность между скоростями внешнего течения и течения в следе тем меньше, чем больше расстояние от тела. В качественном отношении картина всех этих течений такая же, как и в ламинарном случае (главы 1Х и Х1), но в количественном отношении она сильно отличается от соответствующих ламинарных течений вследствие турбулентного трения, которое во много раз больше обычного трения.
Свободная турбулентность значительно доступцее для теоретического исследования, чем пристеночная турбулентность, так как при свободной турбулентности кажущееся (турбулентное) трение во много раз больше обычного (ламинарного) трения во всей области течения. Это обстоятельство позволяет при свободной турбулентности полностью пренебрегать ламинарным трением, между тем как при турбулентном течении вдоль стенок ламинарное трение в непосредственной близости от стенок (в ламинарном подслое) всегда должно учитываться, что влечет за собой большие вычислительные трудности. Все турбулентные течения без ограничивающих стенок обладают свойствами, характерными для пограничного слоя, т. е.
протяжение таких течений в поперечном направлении всегда мало по сравнению с протяжением в продольном направлении и, кроме того, в поперечном направлении всегда имеет место значительный градиент скорости. Следовательно, для расчета .свободной турбулентности мы можем использовать дифференциальные уравнения пограничного слоя, которые для плоской задачи имеют вид ди ди ди 1 дт — +и — +о — = — —, (24.1) дг дх ду р ду ' (24.2) причем т означает касательное напряжение, обусловленное турбулентным (кажущимся) трением.
В уравнении движения член, зависящий от давления, опущен, так как во всех случаях свободной турбулентности давление можно считать в первом приближении постоянным. Впрочем, в следе позади неподвижного тела давление становится постоянным только на некотором расстоянии от тела. Для того чтобы получить возможность проинтегрировать систему уравнений (24.1) и (24.2), необходимо связать турбулентное касательное напряжение с величинами, характеризующими основное движение. До настоящего времени это возможно только посредством полуэмпирических формул, подробно рассмотренных в главе Х1Х. Мы можем выбрать либо формулу Прандтля (19.7) для длины пути перемешивания, т.