Chang_t1_1972ru (1014102), страница 40
Текст из файла (страница 40)
Цилиндр помещен в свободный поток, скорость которого менее 9 и!с. Чтобы имитировать характер изменения давления, соответствующий обтеканию крылового профиля, вращающийся цилиндр был зкранирован. Важным в данном случае свойством срыва потока является присутствие неустановившегося пограничного слоя, в котором точка отрыва движется относительно стенки.
Определенная не- стационарность существует в пограничном слое во всех угловых положениях с отрицательным у!и„, где р — составляющая скорости, перпендикулярная к направлению и „, причем направление к поверхности цилиндра принимается отрицательным. Эта нестационарность постепенно возрастает с увеличением угла, но ни в одном угловом положении не существует заметного скачка в величине пульсации скорости. Такой скачок мог бы указывать на отрыв потока. Отрыв неустановившегося потока такого типа отличается от отрыва установившегося потока, ГЛАВА Ч 224 следовательно, разными будут и критерии отрыва. Скорость при отрыве ненулевая, и формирование отрывного течения за точкой отрыва не является кеобходимыи условием. Тем не менее задача асть ива Нанравяение — тдвижения ствнни гн н г.
7. Стенка, данжущаясн е направлении течения О 21. асть отрьгва Нанраеявние а-..„'» стенки ф и г. 8. Стенка, движущаяся против течения Н2й определения точки отрыва может быть сведена к задаче установившегося течения, если стенка дини<ется либо вниз, либо вверх по потоку. Если стенка движется вниз по потоку, то в области отрыва образуется профиль скорости, как на фиг. 7. Отрыв происходит не на стенке, а на некоторой высоте над стенкой, и пограничный слой течет под отрывной зоной. Точка отрыва перемещается вниз по потоку, и зто перемещение зависит от скорости стенки по линейному аакону, но оно относительно мало чувствительно к градиенту давления.
На фиг. 8 показан профиль скорости для случая, когда стенка двигкется вверх по потоку. 225 ОТРЫВ НГУСТАНОВИВП!ЕГОСЯ ПОТОКА !КИДКОСТИ Отрыв возникает в том месте, где профиль скорости имеет достаточно большой плоский вертикальный участок с особенностью у основания и где скорость реако меняется от нуля вблизи о,н 0,8 од О,Б — 0,5 О,л о,з о.г о,! 0 -50 -аз -40 -30 -20 -!О О !О 20 50 40 50 Смеи!ение набеюриемей точки отрава," бз н г. 9. Влияние скорости стенки на наблюдаемое положение точки отрыва П31. — ~ — отношение абсолютной величины вертикальной составляющей скорости в по- Ъ' и, граничном счое (скорости стелин! к снорости набегающего пото«а Обозначения * Ч'гг стенки до скорости стенки на самой стенке. Пограничный слой содержит подслой с возвратно-циркуляциониым течением, который простирается от передней критической точки до точки отрыва, причем в пограничном слое не должно быть отрывного течения.
! 5-0507 22С глава о Поэтому критерий отрыва ламинарного потока на движущейся стенке может быть сформулирован в виде двух условий: ди/ду =- О и и = О в одной и той же точке независимо от направления движения стенки. Кдинственныы достоверным экспериментальным указанием на отрывное течение, когда стенка движется, является поведение вертикальной составляющей скорости в пограничном слое. Влияние скорости стенки на наблюдаемое положение отрыва ламииарного потока показано на фиг.
9. Приближенное решение (развивающее исследование Польгаучена) )14] предсказывает отрыв ламинарного потока в случае стенки. движущейся вниз по потоку; но для стенки, дви»кущейся вверх по потоку, нет теоретических исследований, позволяющих предсггаэать отрыв. Завершим теперь эту главу рассмотрением нестационарностн потока при отрыве.
Можно выделить два типа нестационарных потоков: кназистационарный и переходный г15!. Квазистационарный поток периодичен, т. е. его основные характеристики не меняютсн по времени. Структура потока переходного типа меняется из одного устойчивого положения, которое может быть нестационарным, в дру~ое. Широко известная вихревая цепочка Кармана, колеблющееся крыло и установившийся срыв потока на вращающихся телах принадлежат к первому случаю. В общем случае возникают периодически срывающиеся вихри.
Из-за таких срывающихся вихрей работа турбомашин и трубопроводов сопровождается шумом. Отрыв переходного типа возможен при разгоне реактивного двигателя до рабочей скорости. В течение периода разгона может быть несколько различных конфигураций отрывных течений.
Явления нестационарности потока при отрыве характеризуются пульсирутощими процессами в застойных зонах„которые в настоящее время не могут быть описаны теоретически. Поэтому частота и размеры пульсирующих вихрей, а также нсстационарные силы и давления могут быть определены только экспериментально. ЛИТЕРАТУРА 1. Ш л и х т н н г Г., Теории пограничного слоя, изд-во »Наугга», 1969. 2. Современное состояние гкдроаэродннамикн вязкой жидкости, т. 2, под ред. Гольдштейна, ИЛ, 1948. 3.
3 с Ь тт а Ь е Х!., СЬег 1Эгпсйегппм1ппл !п((ег 1пегамопагеп сЬепег Б!гоч шпг»9, !ою — Агсй., 6, р. 34 (!935); см. также )ЧАСА ТМ 1039, 1943. 4. Со!баге!и 8,, Козе»»Ьеай !., ВоппйагуЬауегСгокгЬ,Ргос. СашЬгшде РЫ!. Яос., Уо1. 32, рр. 392 — 401, 1936. 5. % и п д ! Н., ЪуасЬз!пш ((ее1аш!пател ОгеггзесЫсЫ ап асЬга9 ап9еа!гош!ев Ху1!пйегп Ь»1 Ап!аЬгг апв бег ВпЬе, Хлж — Агсэ., 23, р.
212 (1955). 6. В 1 а з г и е Н., СгепззсЫсЫеп гп Р1йвз!9Ье!геп ш!! 1с1е!ггег Ве!Ьшщ, 2. Мазь. Рлу»., 56 (1908). отрыв нвустлновившвгося потока жидкости 227 О о г С! е г Н., ОгепхясЬгсЫепхяхеЬпп8 ап Еу!!пйег Ьег Ап1аЬгС апв йег КнЬе, Лгсй, Магй., 1, р.
138 (1948). 8, Т о11ш ге п %., ОгепхвсЫсЬСеп, НапйЬпсЬ йег Ехрепшепха1 РЬув!Ь, Чо1. 4, Рагг 1, р. 274, 1931. 9, Т а 11ш ! е и %., О!е хе!С)!сЬе Епгю!сЫпп6 йег Ьапнпагеп СгепхясЫсЬс ап гоиегепйеп Ху1!пйегп, диссертация, Обы!п8еп, 1924; см. также НапйЬпсЬ йег Ехрегмпепха1 РЬувВВ Чо1. 4, Ратх 1, р. 274, 1931. 10, В о 1 С х е Е., СгепхвсЫсЫеп ап Во!а!!опвйогрегп ш Ийвя!8Ье!Сеп шн Ые!пег Ве!Ьппв, ТЬеяв, ОоСС!п8еп, 1908. 11 О о г с 1е г Н., Чегапйегпп8 ппй %!гйппЯ йсг Ьаш!паг ОгепхясЫс)и ппй Вгпсйчг!йегвгапй, 1ку.— Агсй., 14, 286 (1944). Ь и й гч 1 8 С. В., Ап Ехрег!шепха1 1ггчевг!8аС!оп о! Ьашшаг Яерагаиоп Хгош а Мошп8 %аИ, А!АА ргерппх № 64-6, ргевепхей аС Аеговрасе Бс1епсев Меех!пв, Х, У., >ап.
1964. !3, В г а й у 1). О., Ь и й чч 1 8 О. В., ВевеагсЬ оп 1)пвхеайу БСа11 о1Ах!а1 Иочг Сошргсввогв, СогпеИ Аегопапг!са! ЬаЬога!огу, САЬ Верх АМ-1762- Я-4, Хоч. 1963. 14, Я ш ! С Ь Б. Н., Ьапйпаг Воппйагу Ьауегв оп Моч!пв %аИв, АРОЯВ Т№-50-454, Берг. 1956. (5, В е а и В. С., ЯерагаНоп апй БСа11, НвпйЬоо1с о1 ИпЫ Вупаш!св, ей. Ьу Ч. 1. БСгеехег, МсСгам-НВ1, Х.
У., 196!. ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ЛИТЕРАТУРА Ш з й, Г о л ь д б е р г, Нестационарный гиперззуиозой след за затупленными телами, Ракетная техника и космонавтика, №. 10 (1963). Е ау 1. А., О о! й Ь пг Я А., ТЬе Спвхеайу Нурегяогг!с %айе ВеЫпй ЯрЬегез, Ачсо Ечегехх ВезеагсЬ ЬаЬ., ВевеагсЬ Верх 139, ВЯЭ-ТВВ-62- 105, Уоч. 1962. М а 6 и и в о и А. Н., Ап Ехрепшепга1 (пчевС!Яах!оп о( СЬе 1)пвхеайу %а)ге ВеЫпй ап Овс!11анпв %!п8 1п Т~чо-й!шепа!опа! 1псошргевМЫе Мопсачнаипв Г!ою, ТЬе Релиз!1чап(а ЯСаСе Нп)ч., 1пях!Сиге 1ог Яс1епсе апй Еп8!пеег!п8, Огйпапсе ВевеагсЬ ЬаЬ., ТесЬ. Мешо. И!е № ТМ 607.2441- 10, РеЬ. 1967. Б аг р Ь а у а Т., Опягеайу Лом Очег ап 1пс1!пей Р1ахе, Ь Арр1. МесЬ., ргевепСей Хоч.
17 — 22, 1963, ах АБМЕ Мееипд, М. г., рарег Х 63-%А-47. Б а г р )с а у а Т,, 1Л(С, 1>га8 апй Аййгй-шавв СоеН!сгепгя 1ог а С!гсп1аг Су1гпйег 1шшегвей !п а Т!ше-йерепйепС Г!очг, !. Арр1. МесЬ., ргевепгей Ноч. 25— 30, 1962, ах АЯМЕ Меег!п8, рарег № 62-%А-61. Я игр 8 а у а Т., С а г г1 я о п С.
Ь, Чогхех РогшаНоп апй Веввхапсе ю Ьпягсайу Р1очг, Ь Арр1. МесЬ., ргевепгей Ноч. 25 — 30, 1962, аС АБМЕ, МееипЯ, рарег №. 62-%А-62. Глава Ч! ОТРЫВ ПОТОКА ГАЗА Обозначения а (Х)— Ь— лев ив г— параметр профиля скорости; положительная постоянная; ~ исх Рисх сесе ие их высота; высота уступа; количество движения; йе/б ', с с' т — (Р— Рс)/(Рз — Рс) характерная длина; длина области отрыва; расстояние от передней кромки; поток массы; параметр, входящий в формулу иlи, = (у/б)'/"; коэффициент восстановления; расстояние от оси вращения; функция знтальпии торможения; переменная дородницына, у = ) с (Т/Т,) с//; (а „/а,) и — скорость, преобразованная по Стюартсону; средняя скорость в направлении течения; преобразованная по Стюартсону координата, с/Х = = (р,а,/р а „) сса; расстояние от точки максимума касательной составляющей скорости потенциального течения вдоль поверхности тела; преобразованная по Стюартсону координата, ссУ = (иере/а Р ) с(У или х 1о (че/ч) с/У/ параметр; )с Мс — 1 или параметр; эмпирическая постоянная; значение $ при у = б; малая величина; Ме 1 — $; 229 ОТРЫВ ПОТОКА ГАЗА 6 — наклон линий тока внешнего невяакого течения при у = 6; угол клина; х =и!и;, Л = 1/е Ве „(б2/Ь)', л, =ьл; $ =х/Ь; ь =ьь т — касательное напРЯжение или т = ~/Ог; 9г — угол скачка; угол отклонения потенциального потока; х(., )= "*,"', (,/, )Чг Иидекем значение на расстоянии а от передней кромки; значение по Блазиусу; сжимаемый поток; постоянное давление; несжимаемый поток; преобразованное значение; значение в точке перегиба; значение перед взаимодействием; отрыв; некоторое стандартное состояние газа; функция знтальпии торможения; значение в точке торможения; полное значение; значение в точке отрыва; эквивалентный; условие на границе пограничного слоя непосредственно перед областью взаиъюдействия; условие за прямым скачком.
Невязкому потоку соот- ветствует индекс 1 или следующие индексы: + далеко за скачком, — далеко перед скачком; дифференцирование по х или 9. а— Ь— отр— экв— 1— В гл. 1 указывалось, что вязкость и положительный градиент давления являются двумя определяющими факторами, существенно влияющими на отрыв потока. Как показал Вайзе (1), отрыв потока газа, как и отрыв потока жидкости, можно предотвратить, удаляя пограничный слой путем его отсоса со стенок канала, т. е. устранение действия вязкости предотвращает отрыв потока. Поскольку прн сверхзвуковых скоростях формируются скачки уплотнения и давление за скачком повышается до гораздо более высокого уровня, чем в тех же условиях в дозвуковом потоке, при сверхзвуковых скоростях более резко выражен положительный градиент давления в направлении течения.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
