Прандтль Л., Титьенс О. Гидро- и аэромеханика (1123881), страница 67
Текст из файла (страница 67)
Смотря по тому, приходится ли иметь дело с газами или жидкостями, применяются вооб!це различные способы придания течениям видимости. Сравнительно простой способ наблюления главныХ особенностей течения газов заключается в применении тоненьких шелкозинок, вводимых на тонких иголках — наподобие флалгков — в течение. Они хорошо показывают направление скорости в месте своего нахождения, особенно в случае установившихся движений.
Помещая лостаточное число таких шелковинок в исследуемую область те!ения, можно получить хорошую картину распределения направлений скоростей, т. е. спектр линий тока. Таким способом можно качественно исследовать тзкже пространственное развитие вихревой области позади обтека мого таха 161. Примешнвание дыма к тгченнпм газа. Более подробное представление о деталях течений воздуха получают частичным прибавлением ь натекающему возлуху дыма, который в:,!пускается из специальных насадок, помещземь!х в возлушный поток. Фиг.
34 и 35 таблицы 14 показыва!от фотографии течений, сделанных видимыми подобным способом, Для получения дыма имеются различные способы. Так, например, белый, туманоподобный дым, хорошо выделяю!цнйся на темном заднеч фоне, получа тся смешением воздуха, насыщенного парами соляной кислоты, с парами подогретого раствора аммиака, Приспособление такого рода, применяемое для получения фотографических дымовых снимков в Гешингене, описано во втором выпуске журнала, выпускаемого Геттингенской аэродинамической лабораторией '). Другой способ предложен Мареем '). Примешивание дыма позволяет особенно хорошо наблюлать вихревые кольца, их движения и взаимное влияние.
Для получения таких колец применяется закрытый ящик, олна из стенок козероге сделана из туго натянутого упругого материала (мембрана), а в противолежащей стенке сделано круглое отверстие. Ящик наполняется дымом (можно табачным). Если теперь легко ударить по мембране, то из противолежащего мембране отверстия вылетает круглое вихревое кольцо, которое, булучи весьмз устойчивым, в спокойном воздухе дер!к!жся очень долго.
ударяя по мег!бране несколько раз подряд, можно полу ить несколько вихревых колец и отчетливо наблюдать описанное в № 90 первого тома их взаимное влияние. '! !!гяеьп!зае с1ег Аегодуп. Мегаисйаапа!а1! хи Сошийеп. 2. 1.!е1. Маисьеп !923. х) М и ге у: Вез тоихешеп1з бе! з!г!огай'!1гепсои!ге ггез зиг1асез без сййегеи!з 1огшез. Соигр!ез Кеидиз, т. 131, стр. 1ие, 1900. — Спапйеи!еи!з с1е гйгесйоп е! Йе х!!еззеь сгии соигаи! д'з!г. Сотр!ез Кеидиа, т.
131, стр. 129!. 193!. т«вхма«ные дзижвпия жидкости 271 162. движения и погрэиичнозт ело«. Применение дыма для придания видимости движениям воздуха неудобно тем, что вскоре наступает полное перемешивание дыма с воздухом, особенно в вихревых областях. Поэтому этот способ не дает возможности набл!одения более подробных деталей течений. Зля получения таковых Рябушинский П пользовался следующим способом. Исследуех!ые модели (цилиндрические телз с различными фора!ахи поперечного сечения~ прпкреплялнсь своим основанием к тонкой железной пластинке, вь!крашеняой в черный цвет.
На эту железную пластинку иасьшался оченьлегкий светложелтый порошок (лпкоподий). Прн оодузании тела потоком возд)ха, параллельным пластинке, и одновременном постукивании по пластинке легким молоточком светложелтый порошок рзсполагался по линивм тока, и в результате на черной пластиньс получался светложелтый рисунок, в общих чертах дававший представление о спектре линий тока обтекает!о!о тела.
Однзко, след)ет иметь в виду, что при таком способе получения спектра линий тока натекающий воздух подвергается влиянию железной пластинки, и поэтому полученный спектр дает, строго говоря, картмну состояния течения только в затерт!евгением и:щетинкою пограничном слое, в котором направления скоростей значитечьно о!лича!ется от направления скоростей в свободном течении. Таким же недостатком обладает и другой способ притания видимости движениям воздуха, предложенный Фэйльсом Я) Этот способ применялся Фзйльсом специально для того, чтобы установить тот у!ол а~ах!! крыла, при котором течение на подсасываюи!ей стороне начинает отрываться.
Лля этого к крылу, зикра:пенному в белый цвет, в его середине приделывалась перпендикулярная к нему пло;кость. Эта плоскость и крыло обмазывались смесью керосина и лан!позой копоти. При обдузании крыла к.росии начинал течь узкимп ручейками вдоль плоскости и крыла и тем самым обнажал бету!и поверхность крыла как раз по линиям тока. При придании видимое и течениям жидкостей, например воде, необходимо различать два случая первый, когда наблюдению подле!кат явления внутри жидкгстн, и второй, когда достаточно удовлетвориться паол!олением движения на свободной поверхности жидкости, 163.
Трехи«рны«дв яи мин жидкости. Первый вит наблюдения необходим во всех случаях, когда исследуется типично трехчерное движение. В зю!х случаях течение !инакости можно сделать видимым следующим способом. В исследуемое течение вволится одна или несколько насадок; через эти насадки в текущую жидкость выпускается друшая нгидкость, окрашенная: удезьные веса обеих жидкостей долгкны быгь одинаковы. При этом, конечно, надо следить за тем, чтобы выпускаемые окрашенные струи имели при выходе из насадок таку!о же скорость, как и протекающая мимо ннх неокрашенная жидкость.
Если рассматривается те!ение волы, то в качестве краски можно применять, например, марганцевокислый калий илн тке каку!о-нибудь подходящую анилииову!о краску, разведенную сначала в небольшоч количестве алкоголя, а затем — в достаточ! оч количестве воды. Удельный вес такого окрашенно! о раствора, есгш он отличается от удельного веса воды, легко соответ'! )! ! а по н я с Ь1п з 1! у Вп11. Пе Г)пац!п1 Ле!ооупаш!Чне де Коп)сйяпа, т.
3, стр. 59, З!осква 1909. я) Г а1е з. Г. Ы. Ч1зпа! 9!пну о1 Г1оч. %аз!И!я!Ьп 1996. методы экспагимвнгальн!ях исследований ствуюцтим образом изменить путем прибавления необходимого количества более легкой или более тяжелой жидкости. Если набчгодаемое течение должно быть сфотографировано, го в этом случае целесообразно приме. нять такое красящее вещество, которое поглощало бы лучи света, активно действую цие на фотографическу!о пластинку. Иногда, особенно в случае тех!ного заднего фона, удобно применять в качестве окрашенной жидкости снятое молоко, Вместо окрзшенной воды можно применять также воду, в которой наход!шея во взвешенном состоянии мельчайший алюминиевый порошок. Если такой порошок предварительно смочить спиртом, то после перемешивания его с водой !в бутылке) отдельные частицы алюминия держатся в воде в течение долгого времени.
Этот способ имеет еще то преимущество по сравнению с методом окрашенной струи, что алюминиевые частицы, взвешенные в воде, позволяют различать детали течения даже в турбулентной ооласти, т. е, там, где струя, в которой они были выпущены, уже смешалась с остальной жидкостью !). Для того чтобы сделать видиьгым в воде тот слой ее, который прилегает к обтекаемому телу, последнее покрывается краской, легко растворяющейся в воде, или же смазывается сгущенным молоком. В связи с этим сл:дует упомянуть также способ Г. Тома а), основанный на образовании видимого осадка при диффузии испаряющегося вещества, нанесенного иа поверхность обтекаеь!ого тела, в окружаю!ций воздух, к которому примешано определенное хини«еское вещество.
Так как диффузия подчиняется тем же законам, что и изменение скорости вследствие внутреннего трения, то этот способ особенно приголен для окраски пограничных слоев. Тома покрывал тела пропускною бумагою, пропитанною соляною кислотою, а к воздуху примешивал пары аммиака, в результате чего в зоне диффузии получался белый туюн.
Другой способ для придания видимости течению в пограничном слое указали Симмонс и Дьюи а) в Англии. При этом способе тело или часть его смазывается четыреххлористым титаном (Т!С! ), который испаряется с образованием белого тумана. Можно также всю жидкость, движение которой подлежит исследованию, перемешать предварительно с мелким алюминиевым порошком; однако, в этом случае количество взвешенных частиц алюминия должно бьжь меньпю, так как иначе будет трудно видеть, чтб происходит внутри жидкости. В тех счучаях, когда важно наблюдение не всего течение в целом, а тольк; дви;кения отдельных частиц жидкости, их траекторий и т, д,, цечесообразно еще более уменьшить число взвешенных в жидкости посторонних частиц, а отдельные такие чзспгцы сделать несколько ббльшнчи.
Рецепт приготовления таких птзва!ощих в воде шарикоя указан Марев!! 4), Смешивают в соответствующей пропорции воск !относительный ') Е г гл) з с И, Н ' 31гопзппйзкег!ап! афпг) !)гнсй~ ег1ейнпй ап !У№егз1апбзкогрегп !и АИ!гапуИ' ей воп с1сг Кеппга)г!.
Лыг а. И. Лс*.оауп. !пз1, И. Тес!гп. Носдзспп)е Аас!геп, № Ь, стр. 21. ВегИп )927 ') Т Иота. Нс Носшеы1ипй!геззе1. Бег)ш 192!. а! Я ~ ш шопы Е Г. Сг. апб Ид рь !) еже у: !Гпщ Тпппе! Ехрепшепы жИИ Ссси!аг В1зсз. Иерог1апд 31е|погапба о1 Иге Аегопааиса1 Исзеагс1г Сошшйгее № 1334. 'огн1оп .931; Рыодгар!1)с Иесогд о! Е)ок !и Где Воипдагу Иауег. Тан же, № 1335. '! М а г е у. Н)дгодупа1п!Ипе ехрег!1пеп)еце. Сошр)ез Иепдпз, т. ! !б. лгР, ШЗ.
!39З 273 двкхмкгныв движения жидкости вес от 0,958 до 0,957) со смолой (относительный вес 1,07) и делают яз этой пластичной массы маленькие шарики, которые затем серебрят наподобие фармацевтических препаратов. Эти блестящие шарики должны быть несколько плотнее воды, чтобы при опускании их в волу они медленно падали на дно. Подливая теперь к воле понемногу соляной раствор, можно достичь того, что эти шарики будут плавать в воле во взвешенном состоянии. Другой часто применяемый в Англии способ для придания видимости движению отдельных частиц жидкости состоит в том, что в текущую жидкость вводятся при помои!и особого распылителя небольшие капли масла, которые затем освещаются в определенном направлении сильным источником света '). Для получения маленьких капель масла оказалась хорошо пригодной смесь оливкового масла с нитробензолом, а также смесь четыреххлористого углерода и ксилола.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
