Chang_t3_1973ru (1014104), страница 24
Текст из файла (страница 24)
Типы моделей и их обоеначения [701. а — группа А: круговые дилиндры диаметром 2,5 им, ось перпендикулярна поверхности, иерткавеющая сталь, толщина стенки 1,27 мм; б — группа В: круговые дялпндры диаметром 25,5 мм, ось перпендикулярна поверхности, нержавеющая сталь, толс1пна стенки 1,27 мм, в — группа С: наклонные круговые цилиндры диаметром 5,5 мм, нержавеющая сталь, толщина стенки 1,27 мм. П р и и е ч а н и е. Все равмеры даны в миллиметрах.
как практически она не имеет смысла вследствие сложной природы течения. Для стенки рабочей части Ь .=- 0,057 кВт/мв град, на испытываемой пластине без цилиндрического препятствия гь = 0,040 4- — 0,0006 ВВт/ив град. 159 ТЕПЛОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ В ОТРЫВНЪ|Х ТЕЧЕНИЯХ Рассмотренные варианты цилиндрических препятствий и их обозначения представлены на фиг. 64, расположение термопар и гребенок насадков полного давления на пластине — на фнг. 65.
Ф и г. 65. Расположение термопар и гребенок насадков полного давления на пластине ~705 Первее циФра номера термовары обозначает рид. Одно из окон трубы было заменено панелью из малоуглеродистой стали с никелевьн| покрытием, имеющей отверстие диаметром 9,5 мм, через которое проходила державка цилиндра и провода. Прн изложении результатов испытаний основное внимание уделяется качественным тенденциям, т. е. изменениям порядка 50% или более. Группа А Тепловой поток в прилегающей к пилнндру области в пределах одного его диаметра в "— 1| раза превосходил тепловой поток в невозмущепном пограничном слое (0,040 ИВТ/ма град).
В точке, расположенной на расстоянии около трех диаметров в сторону и впереди пплпндря. тепловой поток в 2 раза больше, чем в невозмущенном пограничном слое. что свидетельствует о существовании области влияния вверх по потоку и по его ширине. Для цилиндров высотой 50.8, 25,1 и 19 мм тепловые потоки сходны, хотя в случае Нееозмущеннмй якраниеный слой тр Л1 42 БО 0 22 БО 72 Рассмолние оп ценяра основания преплмопеил,мм Ф и г. 66.
Коэффициент теплоотдачи в плоскости симметрии для цилиндрических препятствий группы А (70]. Препятствия; ЬА!; ОА2; РАЗ; ОА4. (Рлй 3 ь а 2 в с Нееоемущеннмй лмралинный слой лйй 2 ло 20 20 1О 0 1О 20 20 Ф и г. 67. Коэффициент теплоотдачи в сечениях, перпендикулярных к направлению потока, для цилиндрических препятствий группы А и С [70]. Препятстпияс ЬА1; глАЗ1 ОСЗ. 0.1 к кп. "а н лс к я" 0 22 БО 7Б Расснюмме оп ценмра основания нреллпюлеил,мм Ф и г. 68. коэффициент теплоотдачн в плоскости спеслсетрии для цнлнндрг. ческих препятствий группы В (70]. Препятстпияс (> В1; ОВ2.
ТЕПЛОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ В ОТРЫВНЫХ ТЕЧЕНИЯХ самого короткого цилиндра (12,7 мм) в близлежащей точке и точке 10, расположенной на расстоянии трех диаметров в сторону от цилиндра, они снижались до величины, соответствующей невозмущенному слою. Большие тепловые потоки за цилиндром высотой 12,7 мм, вероятно, вызваны отрывом потока от верхнего торца цилиндра и последующим его присоединением. Полученные в опытах величины Й приведены на фиг. 66. Для всех цилиндров диаметром 9,5 мм на расстоянии в пределах трех диаметров за цилиндром тепловой поток вообще уменьшается до соответствующего уровня в невозмущенном пограничном слое, а для 7-го н 8-го рядов, на расстоянии семи или восьми диаметров вниз по потоку, он падает ниже этого уровня. На фиг.
67 представлено распределение плотности теплового потока в сечениях, перпендикулярных потоку. Тепловой поток минимален в плоскости симметрии. Такое распределение теплового потока, возможно, является следствием понижения энергии в вязком следе на оси симметрии по сравнению с энергией за косыми скачками, идущими от препятствия. Группа В На фиг. 68 и 69 представлено распределение коэффициента теплоотдачи за вертикальными цилиндрами диаметром 25,4 мм и высотой 25,4 и 50,8 мм в плоскости симметрии и в сечениях, перпендикулярных направлению потока. Большие тепловые потоки обнаружены в ряде 4 и в точке 10 около цилиндров; в прилегающих к цилиндрам точках тепловой поток несколько ниже для короткого цилиндра.
Уменьшение теплового потока в направлении течения происходит медленнее, чем для цилиндров диаметром 9,5 мм. На расстоянии трех диаметров вниз по потоку тепловой поток оставался в 1,5 — 2 раза больше, чем в невозмущенном пограничном слое. Путем сравнения чисел не обнаружено простого геометрического подобия. Группа С Результаты, полученные для наклонных цилиндров, представлены на фнг. 70, 71. В случае цилиндра, наклоненного назад, тепловой поток в плоскости симметрии в окрестности цилиндра меньше, чем для прямого цилиндра, вследствие стекания назад лавгннарного пограничного слоя с наклонного цилиндра т).
Ббльшие тепловые потоки г) На фиг. 70 и 7$ призелепм только тепловые потоки за пиликлром.— Прим. ред. ы-еззз ол и В а О ВО ЗО га 1О О СО га 5О мм Ф и г. 69. Коэффициеит теплоотдачи в сечениях, перпецаикуляркых к иаправлекию потока, для цилиндрических препятствий группы В [70[. Препятствия: ОИ11 СВ2 осе ° с а Е пс 25 50 75 Рассмплннв ам цснмра основания првяятмпвня, мм Ф и г. 70. Коэффпциект теплоотдачи в плоскости симметрии для циликдрических препятствий А4 и С1 [70[. Првиатстпия: чА4; хс1.
Е ва н ,с М 50 76 Рпсспмлнив ам Чапира основания првплпамвпл,мм Ф и г. 71. Коэффициеат теплоотдачк в плоскости симметрии для цилиадроческих препятствий А1 и С2 [70[. Пвепатстввя: АА1; АС2. 163 тепловые яВления В ОтРыВных течениях лз. теплопеаедАЧА в овг~астн от~ывА КА верхней стороне ТРЕУГОЛЬНОГО КРЫЛА Рассмотрим влияние тепл вихрей на крыле, описанное ментальным исследованием опередачи на явление разрушения в гл. 1Х, воспольаовавшись экспериТомана [74[ при М = 3 и Ве = 7,340е7м. Стейнбек [72[, Ганн [73[, ОгНил и Бонд [74[ также провели измерения теплопередачи на треугольных крыльях и стреловидных затупленных передних кромках при сверхзвуковых скоростях. Геометрические характеристики модели, использованной Томаном [71[, схема и спектр течения на стороне раарежения треугольного крыла с дозвуковыми передними кромкамипоказанынафиг.
72 и 73. Угол стреловидности передней кромки составлял от 75,7 до 60,2'. Во всех исследованных случаях происходил отрыв ламинарного пограничного слоя, и обрааующийся на линии отрыва вихревой слой з большинстве случаев свертывался в вихрь. С увеличением угла стреловидности передней кромки интенсивность вихря уменьшалась. Внутрь от линии отрыва в течении преобладали один или более вихрей, образованных оторвавшимся слоем, и поле течения отличалось от ко Ф и г. 72.
Геометрия крыла с углом стреловидиости передней кромки 75,7' [7Ц. Примечание. Все раамеры камы е маалмметрах. 11' были измерены перед цилиндром не в плоскости симметрии и за ним, причем величина теплового потока, соответствующая невозмущенному пограничному слою, достигалась на расстоянии восьми диаметров за цилиндром.
В случае цилиндра, наклоненного вперед, тепловые потокв в его окрестности превосходили соответствующие невозмущенноыу пограничному слою до 5 раз с последующим уменьшением их вниз по течению. Области повышенных тепловых потоков вниз по течению обусловлены скачками в следе, причем распределение теплового потока вниз по течению подобно полученному для длинных круговых цилиндров. ГЛАВА Х! ннческого. При угле стреловидностн передней кромки 75,7' и малых углах атаки оторвавшийся поток ивнхревои слой проходят над крылом и свертываются в вихрь над стороной разрежения, ко- 4иния лрисовоинения Первичный отрыв вглоричнозо отрывноВторичный го течения оогрив Оолость рдсшенпнил Ф и г.
ТЗ. Течение на стороне разрежения треугольного крыла с дозеукоеой нередней кромкой [711. торый определяет поле течения на этой стороне. Тепловой поток максимален в области растекания под вихрем и вследствие низкого давления величина его меньше, чем на стороне давления. Прн ламинарном течении число Стэнтона под вихрем заметно увеличивается с увеличением числа Рейнольдса, пока пограничный слой под вихрем не становится турбулентным.
Тепловой поток апл Р Ре О,И о од це о,а цв 1„о руь Ф и г. 74. Теплопередача, коэффициент восстаповленвя и расппеделекие давления для крыла с углом стреловидиости передней кромки 75,7 и углом атаки 6,5', Вес = 2 1Ое [71!. ГЛАВА Х1 имеет пнк под каждым вихрем. Температура восстановления под вихрем была низкой.
В качестве примера на фиг. 74 приведены величины И, Г и р~р, для крыла со стреловндностью передней кромки 75,7', углом атаки 6,5'при числе Не, = 2.10е. Число 81 и коэффициент и определены по формулам Ь ВФ=- . Г= т,— т„ р и с, = г,— т„' 4,4. ТЕПЛОПЕРЕДАИА В ОБЛАСТИ ОТРЫВА ПОТОКА ОТ ИГЛЫ Отрыв потока от иглы был описан в гл. 1Х. Теплопередача в отрывном течении за иглой, расположенной перед тупым телом, была исследована в работах [75 — 79).
Наиболее интересен вопрос о том, вызывает лн игла увеличение или уменьшение теплового потока, однако результаты опытов при различных числах Рейнольдса крайне противоречивы, что свидетельствует о зависимости теплопередачн от числа Рейнольдса н режима течения Ф и г. 75. Общий нид моделей [75). Слева направо:модель для намерения теплового нотона с медной ~славной частьаа носе вая часть в рааобранном виде, модель для намерения давления. [ламинарное нли турбулентное).
Столдер к Нильсен [75], а также Кроуфорд [78[ обнаружили увеличение теплового потока, в то время как намерения Вогдонова н Вэса [77[, а также Эггерса и Гермаха [76[ дали противоположные результаты. Кроуфорд [78[ попытался объяснить это расхождение влиянием числа Рейнольдса и режима течения. теплОВые ВВления В ОтРыВных течениях 167 Столдер и Нильсен (75) намерили среднюю температуру восстановления, средний тепловой поток и распределение давления на теле вращения с полусферической носовой частью и серией игл с коническим заострением (полуугол при вершине 10') и отно шепнем длины к диаметру тела от 0,5 до 2,0. Модели покаэаны на фиг. 75. Измерения выполнены в интервале чисел Рейв 2 нольдса, вычисленных по диа- Ф метру тела, 1,55.10' — 9,85 10' й.
и чисел Маха 0,12 — 5,04. ю' Первая модель состояла Б из медной полусферы диамет- Б ром 25,4 мм с иглами разной длины и цилиндра иэ нержа- Б веющей стали длиной 140 мм. 2 Оса>э собою полусферу, состоящую Ф кг. 76. Влияние Вглм прк и из двух деталей с одинаковыми площадями поверхности. Пе е- ред- : с> о; а о,э; 0 >,о; а 2,о; няя медная деталь нагревалась, ч> ям ямэмо>ром Бд м о ор о ммм- эадняя деталь из нержавеющей моа>12,7 мм', ч ямом ямомотром Б,Б мм но , Р',„„,,„„,» 22 Б сталине нагревалась.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
