Теория пограничного слоя Г. Шлихтинг под ред. Лойцянского Л.Г. (1013691), страница 179
Текст из файла (страница 179)
Юберой [з[, а также И. О. Хинце и Б. Г. Ван дер Хегге-Цейнен [14]. Измерением распределения температуры позади плоской решетки из стержней занимался Р. Гран Ольсон ['2). Естественную конвекцию, возникающую исключительно вследствие подъемной силы нагретых частиц, исследовал В. Шмидт [ао[. Он рассмотрел ,два случая: 1) плоское течение над линейным тепловым источником, расположенным на горизонтальном основании, и 2) осесимметричное течение над Рис.
24.12. распределение температуры и скоростей в плоской свобонной струе. По измерениям РайХаРЛта [а'1. КРИВаЯ (1) СООтавтотаУЕт ФОРМУЛЕ К/вшах —— ЕХР ( — ПЧ2). КРИВаа (а) — ПЕРВОЙ ИатФОРМУЛ (24.44): и/яшах — — 1 — (Ь*(ЛП). КРнааа (а) — ФОРМУЛЕ Г/тесах — — ЕХР ( — Па/4) = Ко/Ипмх) / . точечным тепловым источником.
В обоих случаях ширина профиля температуры и профиля скоростей возрастает пропорционально высоте х над основанием. При плоском течении скорость по высоте постоянна, в то время как температура уменьшается пропорционально х '. При осесимметричном течении скорость пропорциональна х '/з, а температура пропорциональна х а/х. Для плоского течения теоретические расчеты были выполнены как на основе теории пути перемешивания Прандтля, так и на основе теории переноса завихренности Тэйлора, а для осесимметричного течения — только на основе теории Прандтля, так как теория Тэйлора в этом случае неприменима.
Для осесимметричного течения были выполнены также измерения, которые хорошо подтвердили правильность теоретических расчетов. Распространение тепла позади точечного и линейного тепловых источников в турбулентном пограничном слое на плоской стенке экспериментально исследовано К. Вигхардтом [аа!. В случае точечного теплового источника распространение тепла в стороны происходит значительно интенсивнее, чем в направлении, перпендикулярном н стенке.
Из своих измерений К. Вигхардт вывел формулы, позволяющие перенести полученные результаты на другие аналогичные случаи. См. в связи с этим также работу Б. Фроста [з). Лптература н главе ХХ1Ч"! 1. А п 6 е г 11 Ь Е., Ма(Ь. 1егшеихеы. Ег(ев 52, 54 (1935). 2. В а 1( Ь е р., Аи ехрепшеи(а! !ичез(1па(!ои о1 а тча11-)е(. 1. р1пЫ МесЬ.
2, 467 — 472 (1957). 3. чоп В о Ь| 1. С., Ваз ЧегЬа1(еп рага!1е1ег 1пйв(гаЫеп. 1пЯ.-АгсЬ. 11, 295 — 314 (1940). 4. В оп г Ч и е С., ))) е ч/ ш а п п В. С., Ве-аыасЬшеп1 о(а(тчо ))!шепа!опа! шсоп1р- генв!Ые )е( (о ап а)))асеп( 11а( р1а(е. Аего. ((паг1. !1, 201 — 232 (1960). 5. С о г д е з С., 81а(МсЬе Вгпсйшеаапи9 )п (пгЬп1ев(ег 81гошпи8. 1ил;АгсЬ. 6, 245— 270 (1937]. 6. С о г ге!и Я., () Ь его ! М.
Я., рпг1Ьег ехрегппеп(в оп 2Ье 11отч ап6 Ьеа1 Кгапа1ег 1п а Ьеа(ей 1пгЬп1еи( а!г )е1. )ЧАЯА Т)т' 998 (1950). 43 г. шлихтинг 674 !гл. ххпг своволная турвулкнтность 7. В а ч ! е в 1). К., ТЬе ргоЫега о1 й1Ния1оп !пхо а !пгЪи1еп! Ьоивйагу 1ауег ]гож а р1апе агеа воигсе, Ьоипдед Ьу хччо вхга18Ы регревд!си1аг ейбев. Оиаг!. 1. МесЬ. Арр1. МахЬ. 7, 468 — 471 (1954). 8. Р о г ! Ьш а п в Е., ОЬег хигЬи!евхе Б!гаЫаияЬге!!ип6.
1пБ.-АгсЬ. 5, 42 (1934); НАСА ТМ 789 (1936). 9. Р г о в ! В., ТигЬи1епсе апд д1Нившп ш ХЬе 1оччег ахшоврйеге. Ргос. Коу. Яос. А 186, 20 (1946). 10. 61 а и е г ! М. В., ТЬе гчаВ-)е!. 7. Р1иЫ МесЬ. 1, 625 — 643 (1956). 11. Соодегиш Р. В., )Чоой 6. Р., Вгечоог! М. 1., 1вчев68а!!опяВЬ ап !псег1егошехег о1 хЬе хигЬи!еп! ш!х!п3 о1 а 1гее вирегвоп!с ]е!. МАСА Вер. 963 (1950). 12. 6 о г ! 1 е г Н., ВегесЬвив6 чов Аи18аЬеп дег 1ге]ев ТигЬи1евх аи1 Сгивй ешея пеиев ]ч]аЬегипбвапяагхев.
ЕАММ 22, 244 — 254 (1942). 13. 6 г а и О 1 я я о в К., СевсЬчч!вй!ййе!Хя- ипд Тешрегахигчегке!1ип8 ЬЬНег ешеш 6!пег Ье! хигЬи1евхег Якгошив8. ЕАММ 16, 257 — 267 (1936). 14. Н ! п х е 1. О., чав йег Н е 89 е Е ! ! в е п В. С., Тгапв1ег о1Ьеа! апд гаанег !в хЬе хигЬи1еп! ппх1п8 гопе о1 ав ах!а11у вупгшехпс )е!. Ргос. 71Ывхегп. Сопбг. Арр1. МесЬ.
2, Раг! 1, 286 — 299 (1948). 15. Н о чч а г ! Ь 1... Сопсегп!в8 хЬе че]осну хегврегахиге й1вхг!Ьи!!опя ш р1апе апд ах!а11у вушше!г!са1 ]еШ. Ргос. СашЬг. РЫ!. Бос. 34, 185 (1938). 16. К е е 1 е г 1. Р., В а 1 в е я чЧ. ])., ТЬе гоивд хигЬи1ев! !е! !п а ставя-чч!пй. Ь ЛиЫ МесЬ. 15, 481 — 496 (1963). !7.
К и е ! Ь е А. М., 1вчея!!Бановв о1 хЬе хигЬи1еп! ш!х!п3 гей!опв 1оппей Ьу !ехв. 1. Арр1. МесЬ. 2, А 87 — 95 (1935). 18. М и ! ! г а у Н,,В!е ехрепшешеВев ТахвасЬев дев )хг!йегя!авдея оЬпе Аийг!еЬ. НапйЬ. й. Ехрег. РЬуя!Ь 1Ч, часть 2, 233 — 336 (193!). 19. Р а ! Б. 1., Р1шй дулата!ся о1)ехя. Хетт Уог]г 1954. ]Имеется русский перевод: В а и Ш и-и, Теория струй, Физматгнз, Москва 1960.] 20. Р а1 Я. 1., Оп хигЬи!еп! )е! ш!х!п6 о1 11чо бавев а! соввхап! хешрега!иге. 1. Арр1.
МесЬ. 22, 41 — 47 (1955). 21. Р г а п д 11 Ь., ТЬе гвесЬав!св о1 чЬсоив 11иЫв. В книге: П и г а ай %. Р., Аегодупаш1с ТЬеогу Н1, 166 (1935) [Имеется русский перевод: Д ю р э н д В., Аэродинамика, т. П1, Оборонгиа, Москва 1939]; см. также Чегйй18. 6.11. 1пхегв. Коп8г. 1. ав8ечч. МесЬ. Ебг1сЬ 1926. 22. К е ! с Ь а г й Х Н., (]Ьеге1певеие ТЬеог!е йег 1ге!еп ТигЬи1епх. ЕАММ 21, 257 (1941). 23. К е1 с Ь а г й ! Н., Севеххшавв!фсе!хеп йег 1ге!еп Тигби1епх. ЧВ!-рогвсЬивбвйей.
414 (1942); 2-е нзд. 1951. 24. К е1 с Ь а г й ! Н., 1шри!в- ивй чуйгшеаияхаиясЬ !п ]ге1ег ТигЬи1епг. ЕАММ 24, 268 (1944). 25. К е]с Ь а г й ! Н., Е г ш я Ь а ц в К., 1шри!в- ипд )агйгшебЬегхга8ип8 !п хигЬц1евхеп чЧ!вйвсЬаххев Ыпсег КохаМопвйогрегв.
1в!. 1. Неа! Маях Тгавв1ег 5, 251 — 265 (1962). 26. В е 1 с Ь а г й х Н., ТигЬи1евхе ЯхгаЫаивЬге!!ип8 1п 8!е!сЬ8ег!сбхехег Сгивдвхгошип8 РогвсЬ6. 1пБ.-ЪУея. 30, 133 — 139 (1964). 27. К и й е и Р., ТигЬи1епхе АивЬге!хип8 !ш Рте!в!гаЫ. Хахипч!ввепясЬа]гев 21, 375— 378 (!933). 28. Я а чч ]г е г К.
А., ТЬе Вотч йие хо а хъо-й1шевяопа1!е! !вви!пб рага11е1 !о а 11ас р1ахе. 1. Р1шй МесЬ. 9, 543 — 560 (1960). 29. Я с Ь 11 с Ь ! 1 в 8 Н., ОЬег йав еЬепе ЪЧ!вйясЬах!епргоЫеш. Диссертация, 66!!!и8еп 1930. 1пБ.-АгсЬ. 1, 533 — 571 (1930). 30. Б с Ь ш ! й ! чр., ТигЬи1евхе АивЬге!хип6 е!вев Я!гошев егЬВххег ЬиК. ЕАММ 21, 265 н 271 (1941). 31. Б ! 6 а 11 а Я., Меавигешевхя о1вЫп ]г!сноп !и р1аве хигЬи1еп! яа11)е!.
У. Коу. Аего Яос. 62, 873 — 877 (1958). 32. Я ц и ! г е Н. В., Т г о и в с е г 1., КоиМ )ехв ш а 8епега1 вхгеаш. АКС ВМ 1974 (1944). 33. Я ц и ! г е Н. В., КесоввЫегаНоп о1 !Ье !Ьеогу о1 1гее хигЬи!енсе. РЫ1. Маб. 39, 1 — 20 (1948). 34. Б г(и ! г е Н. В., 1е! 1!отч апй Кв еНес! оп а!гсгаК. А1гсгаК Еп8!веет!в8 22, 62 — 67 (1950). 35. Я чч а ! и Ь. М., Ов хЬе хигЬц1еп! чча)ге ЬеЬшд а Ьоду о]гечо1иМоп. Ргос. Коу.
8ос.. Ьопдоп А !25, 647 (1929]. 36. Б х а Ь 1 е тч в ]г ! %'., Еиг ТЬеог1е дег !цгЬи1епхеп Бхгошип8 чов Савел в!аг]г чегавйег- 1!сЬег Э!сЫе. 1вБ.-АгсЬ. 20, 67 (!952). 37. Я х а Ы е чч я Ь ! чЧ., ЕеК11сЬе Аи11овипб ешег еЬевеп Тгеппип8в11асЬе дег 6евсЬк!ай!Бйе!! цвй ))!сЬХе. ЕАММ 35, 464 — 468 (1955). 38. Я х а Ь 1 е тч в Ь 1 ЪЧ., ТигЬи!еп!е ЧеппМсЬип8 хгче!ег еЬепег ЬийяхгаЫеп чоп 1аз! 61е!сЬег СевсЬчч!вй!8]ге!! ипй вхагй ивхегвсЫей1!сЬег ТепгрегахигЛвБ.-АгсЬ.20, 73 (1952).
39. Т а у 1 о г 6. 1., ТЬе хгапврог! о] чогнсну авд Ьеах !ЬгоиБЫ!и !дя !п !игЬи1евх шоноп Добавление А. Ра9е'а и Ч. М. Ра1йвег'а. Ргос. Коу. Яос. А !35, 685 — 705 (1932). ЛИТЕРАТУРА К ГЛАВЕ ХХ1Ч 675 40. Т Ь о ш а в Р., !)п!егвисЬипбеп ПЬег й!е СгепхвсЫсЫ ап егпег %апй в!гошаЬчхаг!в чоо е!пепг АивЫаяевра!и АЬЬй!6.
ВгаипвсЬхче!8, %!вв. Сев. 15, 1 — 17 (1963). 41. Т о 11 ш ! е п %., ВегесЬпип8 !игЬи1епхег АивЬге!!ип8ячогдапбе. ЕАММ16, 468— 478 (1926); Р)АСА ТМ 1085 (1945). 42. Т о 1 ! ш 1 е и %., В!е чоп КагшапясЬе АЬпВсЬЬеВвЬурохЬсве 1п йег ТигЬи!епхТЬеог!е ипй йав еЬепе %1пйвсЬаыепргоЫепг. 1п6;АгсЬ. 4, 1 — 15 (1933). 43. Т о чч и в е и й А.
А., Мопгепгиш апй апета й!Ния!оп ш !Ье хигЬи!ею хчайе о! а су1шйег. Ргос. Воу. 8ос. Ьопйоп А 197, 124 — 140 (1949). 44. Ч ! Ь Х о г 1 и К., Сшегвис!Ишдеп !игЬи!еп!ег ММсЬчог8апбе. РогвсЬЕ. 1п8.-%ев. 12, 16 (1941); г(АСА ТМ 1096 (1946). 45. % ! е 8 Ь а г й ! К., СЬег АивЬге!!ип8вчогбаибе ш гигЬи!еп!еп Ве!ЬипдвясЫсЫеп. ЕАММ 28, 346 — 355 (1948). 45а.%111е В., Ве!!га8е хит РЬйпошепо!о6!е йег Рте!яггаЫеп (Вг!Ме Оыо-ЫВемйа1- Чог!евип6 1962). ХР% 11, 222 — 233 (1963). 46.
% и е в ! %., ТигЬи!еп!е ММсйчог8ап8е ш ху1шйг!всЬеп ипй Ье8еВЕеп Рап8ййяеп. Х. ЧВ1 92, 1000 (1950). 47. Е 1ш ш %., ()Ьег й1е 81гбшип8вчог8апбе 1ш !ге!еп Ьи!!яхгаЫ. ЧВ1-РогвсЬип8яЬеВ 234 (1921). 48. ЕгбеЬп!вве йег АЧА СбхНпбеп, вып. 2, 69 — 77 (1923). 49. А б р а и о в и и Г. Н., Теория турбулентных струй.
йгизматгиа, Москва 1960. Глава ХХЧ Определение профильного сопротивления з 1. Предварительные замечания )т'=Ьр ~ и (У вЂ” и) с)у, (25.1) Полное сопротивление обтекаемого тела состоит из еопротиеления трения, представляющего собой интеграл касательных напряжений по поверхности тела, и из сопротивления давления, представляющего собой интеграл нормальных сил. Сумму обоих сопротивлений называют профильным сопротивлением.
Сопротивление трения с некоторой степенью надежности может быть определено путем расчета способами, указанными в предыдущих главах. Сопротивление давления, которое при невязком течении равно нулю, возникает потому, что распределение давления в вязком течении получается под влиякием пограничного слоя иным, чем в невяэком течении. Определение сопротивления давления путем расчета весьма затруднительно. Это обстоятельство заставляет производить определение полного сопротивления главным обрааом путем измерений. Однако в настоящее время имеется несколько способов, позволяющих находить профильное сопротивление путем расчета. В конце главы мы кратко изложим эти способы. Экспериментальное определение профильного сопротивления посредством намерения сил сопротивления во многих случаях слишком неточно.
Например, в аэродинамической трубе эта неточность возникает вследствие большого дополнительного сопротивления подвесок, с помощью которых крепится исследуемое тело. В других же случаях такое экспериментальное определение вообще невоаможно, например в условиях полета. В таких случаях большую ценность представляет изложенный в главе 1Х способ определения профильного сопротивления по распределению скоростей в спутном течении. Часто этот способ является вообще единственным возможным способом определения профильного сопротивления.