Лойцянский Л. Г. - Механика жидкости и газа (1067432), страница 103
Текст из файла (страница 103)
Не имея возможности останавливаться на весьма сложной математической теории устойчивости ламинарных яви>кения,' удовольствуемся изложением некоторых важных для практики выводов этой теории. Е>це в 1883 г. О. Рейнольдс, на основании большого числа систематических наблюдений за движением воды в круглой цилиндрической трубе, заметил, что существует некоторое характерное для режима движения ярильичесьое число ь> в! впоследствии названное критическим числом Рейнольдса (иь„— средняя скорость движения в трубе, л> — диаметр трубы, э — кинематический коэффициент вязкости), служа>нее основным критерием перехода ламинарного движения в турбулентное.
В дальнейшем было установлено существование нижней границы значений числа Рейнольдса, или нижнего критического числа Рейнольдса, для круглой трубы приблизительно равного Маг —— 2200, причем при Р( Кв„поток сохраняет свою устойчивую ламинарную форму. Наолюдения показали, что при таких ограниченных сверху значениях числа Рейнольдса любое внешнее возмущение, как бы интенсивно оно нн было, должно затухать и не может изменить общего ламинарного характера движения с параболическим распределением скоростей и пуазейлевым законом сопротивления. Вместе с тем было замечено, что путем удаления возмущений или уменьшения начальной их интенсивности можно искусственно затянуть ламинарное движение в область значительно ббльших значений чисел Рейнольдса. При этом, однако, не удалось получить определенного значения для верхней > Обширный обзор работ по теории устойчивости ламинариых движений можно найти во втором томе неоднократно датированного курса К и б ела, Кочина и Розе (стр.
51т 872, изл. 1948 г 1. 584 )гл. >х туввулвнтнов движвние границы критического числа; эта граница многократно огодвигалась все более и более тщательными опытами и была доведена чуть ли ни до числа 150 000. !(онечно, такое „затянутое" ламинарное движение не терпит появления даже очень небольших возмущений и сразу же переходит в турбулентное. Для дальнейшего представляет интерес лишь нижняя граница К„> которую и будем всегда подразумевать, говоря о критическом числе Рейнольдса. Оставляя в стороне вопрос об опьпных значениях критического рейнольдсова числа для цилиндрических труб с различной формой сечений !об этом подробно рассказывается в курсах гидравлики), заметим лишь, что на величину критического числа сильно влияет всякое отклонение трубы от цнлипдричностн, т. е, днффузорность или конфузорность трубы.
Так, в сходяшнхся трубах (конфузорах) Кю, значительно превышает соответствующее число для цилиндрической трубы, причем тем больше, чем болыне конфузорность, и, наоборот, в расширяющихся каналах (диффузорах) Р е очень мяло, особенно в трубах со значительной диффузорностью. Отметим, что исеро.говаьлос>аь стенок не влияе>п на величину критического числа Рейнольдса, что и естественно, так как „нижнее" число Рейнольдса связано с внугренней устойчивостью потока, а не наличием или отсутсгвием возмущений. Можно провести некоторую аналогию между явлением перехода ламннарного движения в турбулентное в трубе и переходом ламинарного пограничного слоя в турбулентный на крыле. Рели грубо качесгвенно сопоставлять скорость на внешней границе пограничного слоя со скоростью на осн трубы, а „толщину" пограничного слоя с радиусом трубы, то следует ввести в рассмотрение рейнольдсово число пограничного слоя характеризу>оп>ее поток в данном сечении слоя.
Многочисленные опыты по определению критического числа Кь„р для пограничного слоя на пластинке привели к значениям, близким к критическому числу трубы. Тот же порядок !>>ч„г был найден и при обтеканиях круглого цилиндра, шара и крыловых профилей. При этом было обнаружено н некоторое принципиальное отличие явления перехода в пограничном слое от соответствующего явления в трубе. Относительное расположение на поверхности пластинки или друго~о обтекаемого тела „критического" сечения пограничного слоя, в котором ламинарный слой теряет устойчивость и переходит в турбулентный, оказалось существенно зависящим ог степени возмущенности или, как иногда говорят, от „интенсивносгн турбулентности" набегающего на тело внешнего потока, При изменении этого фактора изменялась и величина критического числа Рейнольдса пограничного слоя, $ 911 пврвход ламинлнного движвния я тхввклвнтног 585 При малой интенсивности турбулентности внешнего потока в опытах как с пластинками, так и с крыльями удавалось „затянуть" переход на ббльшие значения йаа„, чем в случае сильно возмущенных потоков.
Так, например, в пограничном слое на пластинке,<b>Текст обрезан, так как является слишком большим</b>.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
