Chang_t2_1973ru (1014103), страница 40
Текст из файла (страница 40)
Затем давление быстро падает до минимального значения сраау эа линией сопряжения. Значительный рост давления имеет место между скачком уплотнения н поверхностью тела. По измеренному распределению давления, приведенному ва фнг. 38, был вычислен коэффициент сопротивления. Сопротивленве трения не учвтывалось и предполагалось, что давление 232 ГЛАВА гх ва донную часть тела равно статическому давлению набегающего потока 1461. Коэффипяевт сопротивления Ср овределяется по формуле 22 Ягр„ва ) (ЛФ/4) = где Р— сопротивление. Сравнение значений Ср для тела с иглой в беа иглы показало, что с помощью выступающей иглы перед цилиндром с полусферической носовой частью можно уменьшить 6,2О !г о, айо ц!6 аго ауе Ф а г.
38, Расдредоненда давления ко телу с полусфернческой восовоа частью и выступающей иглой 0УЕ = Ц44] 146). ре — давление горнопевая паеегаюоюго погона, Š— двавегр гела враыеввя. е'— раесгоянве вдоль поюравоюв тела, нанеревное ог передней врвчвчесвой гочкй: Е угловая «оордвпага на полусаервчесвой носовой часов.
сопротивление почти на 50%. Расчетное значение Сл для цилиндрического тела с конической носовой частью (с полууглом конуса 46,7') составляет 0,25, т. е. всего около двух третей от величннь! Св для тела с полусферической носовой частью и иглой. 5А.2. Распределение даеления и еопроглиеление лри М = 12,7 — 14,0 Для измерения давления на теле с выступающей острой иглой и бей вес ярн гиперзвуковых скоростях использовались модели цилиндра с плоским торцом и полусферическими носовыми частями 1541. Единственный скачок уплотнения оставался присоединенным к концу иглы, что свидетельствовало о расположении точки ОтРыВ погоня с пнгкднги кгомки отрыва также иа конце иглы и об отсутствии пульсаций течения. Хотя при М 1,96 угол конической области отрыва по намерениям Мейра [461 составляет 46,7', при М = $2,7 — 14,0 этот угол уменыпается до 6,25 — 5' при длине иглы от 4 до 8 диаметров з,о о,т ол с, цл Ср ал од -д! о ан аг аз ол од он ат зы Ф и г.
За Раснрзделение давления но плоской носовой части цилиндра нрн различных значениях Фя ~5М. — — — нттеззз вззззвяз. тела. Результаты намерения распределения давления по носовой части при гиперевуковых скоростлх, представленные в виде Ср7Срв (фвг. 39 42), наглядно свидетельствунзт об изменении давления, связанном с наличием иглы. На втих фигурах с, =Ф вЂ” р.у( — 'р.м„), С,,„=~рз —, р~ — ',р„м„~, глава 1х где р, — полное давление за прямым скачком уплотнения, з— расстояние вдоль поверхности, намеренное от критической точки, 1 — длина вглы, д — диаметр тела. Измеренное распределение давления на теле без иглы хорошо согласуется с результатами расчета по ньютоновской теории.
На фиг. 39 — 41 наблюдается внеаапное изменение в распределении давления при 1/д ) 4 для цилиндра с плоским торцом н при 1,О о,а о ца р ор о';е од оз о ог о,о а,о а,з 1о аг ьч е/л Ф и г. 40. Распределение давления по полусферической носовой части цилиндра нри различных значениях г/а [545 1/д ) 1,5 для цилиндра с полусферической носовой частью, причем при 1/д) 4 зто изменение усугубляется. На поверхности цилиндра с плосннм торцом давление быстро падает в интервале отношений 1/д от 1 до 1,5, а при [/д 6 изменение длины иглы ве окааывает существенного влияния на давление. На цилиндре с полусферической носовой частью точка присоединения перемещается от 6 = 45' при 1/д = 0,5 до 6 = 70' прн максимальных исследованных значениях 1/д. 235 ОТРЫВ ПОТОКА С ПНРКДНИЙ КРОМКИ Ирн установке иглы перед цилиндром с плоским торцом происходит более сяабов распгяренне потока около торцевой кромки, что ныяынает постепенное уменыпенне данлення вдоль цнлнндрк- О,'07 О',04 С,О5 О,ог 0,01 0 еу( Фиг.
4я Распределение даалепия по цилиндру с плоском торцом нри рааличнмл аначениях 04 (54(. О';оо аО5 С 0,(М с Реееа 0,05 цо! г 3 6/о Ф и г. 42. Распределение давления но цилиндру с полусфюричесной носовой частью прн раеличаял значениях ое (54(. ческой части тела. Увеличение длины иглы от двух до четырех диаметров тела окавынает слабое влияние на распределеннв данлвння 236 ГЛАВА 1Х о,в ае ф" 0,0 Ол Ф н г. 43. Коэффнцнентм сонротиилення тел с иглами рвзлнчной длины 1»41.
О ПИЛЛИЧР О ПЛООВИИ ТОРНОМ; Ь ЦИЛИПЛР О волтеферичееиой носовой чветью; ° неуетенвввюлееев течение. 0.4.0. Влияние чисел Маха и Рейнольдса В данном разделе на основе зкспериментальных исследований изучается влияние чисел Маха и Рейнольдса на характеристики потока при нулевом угле атаки. Кроуфорд !581 выполнил экспериментальные исследования при М =- 6,8 на моделях различных размеров в интервале чисел Рейнольдса от 0,12 10е до 1„5.10е, вычисленных по диаметру полусферической носовой части; Дзниельс и Иошихара /522 В случае полусферической носовой части вблизи точки присоединения наблюдается пик давления, однако уровень значений давления на линии сопряжения полусферического носка и цилиндра и на цклиндрической части тела значительно ниже, чем на цилиндре беа иглы. Результаты намерений коэффициента сопротивления ЛЬЮЮОЛОЕЕЛОЛ МЕОЛО» приведены на фиг.
43. 0,0 ьллееил» леле»ел чесме Коэффициент сояротивления Со рассчитывался путем интегрирования измеренного 0:,7 давления на лобовой части тупого тела. Максимальное значение коэффициента сопротивления Со,, к которому отнесены козффициекты Со„ рассчитано по давлению за прямым скачком уплотнения и площади лобовой части. Ньююлиеюллл мелрвл Как видно ив фиг. 43, в слу/лвеуефегечеелв» Ос»ел» Оеюь) Час цнвнидра С ВЛОСКИМ тср 0,4 цом Со/Спмв достигает еди- ницы при отсутствии иглы, с,з однако в случае цилиндра с полусферической носовой частью это отношение достигает только 0,5. Значения Св/Спмв падают до 0,02— 0,03 при 1/а ) 4 в случае цилиндра с плоским торцом, но только до 0,03 при //а' ) 6 0 2 л е е ю В случае цилиндра с полу" сферической носовой частью.
Г.о О,В О,в Ов 0',4 ОО 1Ов 2 4 6 6 ГОе 2 Вел Ф и г. 44. Влияыие числа Рейпольдса па ков4Фициеат сопротивлепия давления тел с полусферической посовой частью и выступающей иглой [581. Сл 2,0 2,6 гйг Ф и г. 45. Влияние числа Маха !521. ГЛАВА 7Х провели исследования при М = 1,75, 2,0 и 2,50, ио при одном звачевии Ве1м = 1,36 107. Кроуфорд [58) измерил также интенсивность теплопередачи к телу с иглой, ко зта часть его работы рассматривается в гл. Х1.
В интервале чисел Рейвольдса от 0,49.10' до 3,69 10в в погравичиом слое цилввдра с полусферическим носком переход ве ваблюдается. Однако, если перед телам установить иглу, переход происходит при числе Рейвольдса около 0,5.10е, вычисленном Ом 7,76 зв/и 136 юг 20 Ри Ф и г. 46. Влилние числа Маха !52].
по условиям в набегающем потоке и размеру тела 1581. Наименьшее значение числа Рейкольдса перехода, вычисленное по условиям в набегающем потоке и толщине пограничного слоя ва теле с иглой, равно 0,06 10е при длине иглы, ранкой половине диаметра цилигщра. Зависимости Со от Вев для тела с иглой и без кее ириведевы ва фиг. 44. Значения Со возрастают с увеличевием Вев. С ростом длины иглы Сс уменьшается до минимума, а затем возрастает, если число Рейнольдса достаточно веляко, чтобы маг произойти переход, как з случае 1Я = 4. Такое возрастание сопротивления обусловлено соответствующим воараставием давления за отрывом переходного пограничного слоя 1431. Как видно из фиг.
44, звачение Со при 1Я = 1 близко к звачеввю Св при И = 4, если возникает переход. Экспериментальные результаты для двух моделей с иглами (цилиндры с плоским торцом и полусферяческой носовой частью) приведевы иа фвг. 45 и 46 152]. ОРРыв пОтОНА с пеРвдыкы кРОмки СО определялся по формуле С = — + —, Рв — Ра дл где у — скоростной напор набегающего потока, Ю вЂ” полное сопротивление, измеренное на весах, А — площадь поперечного сечения тела, рв — донное давление, р„— статическое давление набегающего потока. Из фиг.
45 и 46 можно видеть, что качественно влияние длины иглы на сопротивление одинаково для обеих форм тел пры всех значениях числа Маха. До некоторого значения длины иглы сопротивление падает и достигает минимума. Затем СО внезапно возрастает па значительную величину и прн дальнейшем возрастании длины иглы остается постоянным нли слегка отклоняется от постоянного эначеыия. Внезапный рост сопротивления обусловлен переходом, наблюдавшимся также Кроуфордом [58[. Другие исследователи не наблюдали такого внезапного роста сопротивления, по-видимому, вследствие ламинарного характера пограничного слоя [54[. б.г[.4.
Исследования обтекания осесимметричного тела с иглой нри нулевом угле атаки Здесь рассматривается сложная картина течения около осесимметричвого тела с иглой ыа основе материалов испытлнвй, выполненных при М = 10 [59] и пулевом угяе атаки, а также при М =- 1,96 [46[. Вуд [59[ изучал отрывные течения фотографическим методом н теоретически исследовал область взаимодействия скачка уплотнения с погранвчкым слоем, Модели представляли собой полые цилиндры из латуни диаметром 19 мм с выступающвми игламн различной длины диаметром 1,17 и 3,17 мм. Одна модель схематически показана на фиг.
47. Течение было ламинарпым, и оторвавшийся вязкий слой имел прямолиыейнме образующие, за исключением двух малых участков вблыаи точек отрыва ы присоединения. Так как оторвавшийся вязкий слой образует почти коническую поверхность, давление в направлеяии потока оказывается постоянным и может быть оценено на ызвестного решения Тейлора — Маквала для обтекания конуса. Кроме того, благодаря нулевому значению градиента давления по нормали к прямой линии тока давлевне в области отрыва такое же, как и во внешнем потоке. Что касается првсоединевия на изломе поверхности тела, то установлено, что хотя в некоторых случаях внешняя граница вязкого слоя не касается тела, его внутренняя часть присоединяется ы вызывает эначительвмй рост давления.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
