Л. Прандтль, О. Титьенс - Гидро- и аэромеханика, том 2 - Движение жидкостей с трением и технические приложения (1132333), страница 25
Текст из файла (страница 25)
Так же обстоит дело и в случае обтекания у.!ких тзк называемых улобообтекаемыя тел, по форме которых лелщотся корпу ы дирижаблей и профили крыльев аэроплана. И здесь постспенньш сужением заднего конца тела можно сделать возрастание давлении па э!оп конце настолько малым, что возвратного тече. !!ия в пограничном слое, а следовательно, и образования вихрей не будет происхол!пь, Еп!е раз особо полчерьнеч, что Телека!оз!ее действие !шеищсго та !ения на !астпцы жплкосги пограничного слоя значительно г!.
ги ккт на !'гр. 55. е! !', !! и Ц г, 1.. Ьй !е Вегш1шпй ги1~гпеп и'аппе щшаный впе 51готппзвишсг!!и!Й пь! 1н!ыз!8.е!!сп. Рь к е, т. 11. стр. 1072. 19!О.— Ве!по!апай яьег пеп цгагше. Ьегаапя !и !1 >1н. Рпуа, Л., т. 29, стр 487. '928. а! 5 с Ь г1!е г. 1с 17п!егзпс!и!преп гпт цгагше!1Ьсгйапйаргошспь 7..
ап, Мап!. Зйсп., г. 8., с!р. '',',8, 19ПЬ 1 о!! Вглщлю!цийгя пилинлг,' эФФект мл!нусл сильнее в том слу ше, ко!да течение в пограничном слое турбулзн!ное— благолзря обмену импульсов между чзс!ппзэ!и !кпдкост.! внутри пгграннчного слоя и частицами жидкости вне этого слоя. 5Ч..лойетвие ии течении! чветпчи го отччм ынания ногрпипчного слон. ллля ор лупреждепия образования вихрей при течении вокруг неудобообтекаемых тел, например шара или круглого цилин гра, поставленного своей осью перпендикулярно к наорав !енпю те !енш!, !шп же прп течения в диффузорз с ботве итн ме !ее знэ ! !Телы| эм углом раствора, Прзндтль еще в 1904 г, в своей рзботе о погран!шпоч слое прел.
лониш следующий способ: в том месте об!екэемого тэлэ или с!е нги, гле частицы жидкости погрзни шого слоя имеют склонность ос!анан ~иваться и начинать двигаться в обратном нэправтенни, сл.дует устроить отверстие и через это отверстие отсасывать остэновившуго.я жилкосгь внутрь тела, устрэн!ш этим ызтериал для образования вихрей. Опубли. кованные Прандттем в том же году фотографические снимки с теча !ня вокруг круглого цилиндра, с олной стороны которого произво шлось отсасывание пограничного слоя, ясно показчювают, что с э!ой стороны образование вихрей отсутствует. При этом работа, пеобхол шая лля отсасывания, как это показал Аккор ') лля тече!Ь.я в лифф1 зоре и Шренк э) дтя теч ння вокруг шара н крыла, срав!и!Твтьио мэлэ, тэк клк отсасывээь приходится незначительное колич ство жидкости. Фогогрэфии, изображенные на фнг.
36--3Ь таблицы 15, показ !ашот, гп!сколько сильно чо кно повтиять нз хазактер те'!ения отсасыаан ем по!рани !по! о гл и. Фиг, 36 показ*!взет направтзииое счевт направо течение в оч нь сильно рэсширюощечся лиффузорз (течение почти двухм рное) без отсасы!Кн!н!! ~н!граничного слоя; ясно внлно, что жидкость, кэк и слетзэало ожидать, 'евсея не прллегает к стенкам диффузора, напротив, стр!г! отрч!ваэтсг! от стенок !же в самом начале расширешя. Фпг.
37 той мге тэбл,цы показывает течение в том же лнффузоре прн отсасывэпон и з!шчптсль- 1«!го количества жидкости через узкую щель в вер,пей стенке, э фнг. 3Ь при отсасывании и сверху и снизу. Это течение, на перво!и взгляд кажущееся ловотьно странньш !направление течения — слева направо!), яв !яет я ноч~и потенцна гьным те!ениелг, в котором преобразование кии чи !ес! ой и!ергии в энергию давления пронсхолит по уравнещпо !3ернулля 9). Вригцию!цигмя цилиндр; эфйгг кт й),ггнтчч!. Лругой спосоо нрелупрежлення образования вихрей, тоже п;елложзнчый Прзндтлеэ!, состоит в том, что поверхность обтекаемого тела зэстэвля!от лви!эться вместе с теченяем; благодаря этому не происходит торчожен:ш частиц :кплкости около поверхносю!, теперь уже лни;кушейся, з вместе с тем и бразовзння вихрей. Однако, прелупрелить таким способом горззованне ч !хрей практически — значительно трулнее, чеч путем отсас,!ванна погрг!- : г ного слоя.
Сравнительно легко такое претупрежленне осущ"твляется случае лвух цнлинлров, врз!цающихся в противоположные стороны. :пектр линий токз, получающийся прн обтекании таких нилин !ров, оказан на фнг, 5еь Л с К е ге 1, э': бгеязсЫЕЫэьзээйппй, 7. Ъ'. д. 1., г. 33, стр 11 3 1926. э! Ь с Ь г е и к, Ол туегэиспе ап !пе~ Кипе! тй слепа си1сигэьэээйээй. 7. Г. 3Ь 17, стр. 366. 1926. — тгэя!!зяе! пн1 сггепэзсьлсгиэьзээй~и!э. ьэ!!!эьг!!огесьипй, гу 2, стр.
49. 1928. — ТГегэпспе и!Ц е!пеш ЛЬ=эияс!!Ьйс1. 2 Г' !!, т, 2! :!Т 26Ч. 1931. ппгганичньгв слОи Прандтль исследовал (примерно в 1906 г.) также случай одного вращающегося пнлппдра. Этот случай приобрел некоторое значение н техни геском огн гшзнин в так называемом роторе флеттнера, Правда, прп наличгш только одного врапгаюгцегося ци.тинлра условия для предупреждения вихрей создзготся только с одной стороны, именно с той, на гготггрггй окружная скорость совпадзет по направлению со скоростью нитекзння; на лрутой же стороне, где окружная скорость противопо.Нгжна н:шрзвтенпю обтекания, созллются, наоборот, условия, благоприи,ные для образования вихрей.
Это явление приобретает особое значение, ггзк мы увидим еще ниже, блзгодаря тому, что вследствие ооразоззнпя гихрей спектр линий тока делается несимметричны.г. На фиг. 8 таблицы 5 изобра- ~ "в ° я ских снимков, на которых заснято течение вокру~ цилиндра, снзчалз неподвижного (первый снимок), а затем приведенного во нрзщенгие. Течение происходит опять слева направо, цилнндр вращзется по часовой стрелке; отношение окружной скорости и к скорости натеьания и сохраняется все время Фиг, зд те ение вокРуг авук ииеи а оя, вяаюаии пОстОянным, иушнно, равным юик.и В игогиеои кожин егоГЗоиы.
— -=4. Уже на 3 и 4 снимках отч тливо видно, как на шгжней стороне цилиндра, там, где направление окру,кной скорости противополож.го скорости натекания, происходит накопление жидкоснг в погра гичном слое. Возвратное течение внутри пограничного слоя незамеыго — вследств»е малости снимков. На снимке 5 п дшьнейшнх впд:го, кзк га указанно~о скопления жидкое~и в погранич гом слое обрззуется тзк называемый начальный вихрь, сначала постепенно увелич:гвающийся. Этот вихрь, нз основании теорем Гельаггольца О ВПХРЯХ, СОСтонт ВСЕ ВРЕгИ ИЗ ОДНИХ И тЕХ жЕ ЧаетИЦ жИДКОСтИ, вместе с которыми он и уплывает от цнлшшра. Такое уке явление пронсхолнг в первое нремя движения (из состошшя покоя) крыла аэроплана, о чем подробно будет сказано ниже, в ийг 107, Так же, как и там, спектр лн»ий тока, остающийся после уплывзния начального вихря, можно рассматризать как наложение потенциального течения вокруг цилиндра на циркуляцию, напряженность которой в этом случае берется такой, чтобы обе критические точки почти совпадали.
Фиг. 53 показы- и:ет спектр линий така, построенный ~аким способом. Совпадение с последними снимками на фиг, 8 табляцы 5 очевидное. яхля меньших к и зна гегп;й отношения —, нзпример для — = 2, теоретически получается течеи»е, изображенное на фиг, 54; соответствующая фотография пока- г ззнз на фиг. 13 таблицы 8. зля значений — ) 4 вокруг цилиндра образуется врзщзющееся жидкое кольцо.
На фиг. 9 табляцы 6 показаны фотографии такого течения при — =6, и ВРАЩАЮ Цнйся ПИЛИНДР; ЭФФЕКТ МАГН«СА Течение с циркуляцией вокруг крыла, остающееся после уплывания начального вихря, действует на крыло с результгтрутотцей силой, которая дает составляющую, перпендикуслучае вращающегося цилиндра. Рассматривая спектр линий тока, мы видим, что над пилиндром линии тока распола~аются чрезвычайно тесно, внизу же цилиндра расстояния между отдельными линиями тока зна штенько Фнг. 55.
Т чение во«руг арагиеюшегоее и ьт, агре, окрумиае с» росгь «оторога и ч«гире раза боньше г орасги натекаю, больше. Следовательно, над цилиндром мы и имеем большие скорости, под цилиндром — малые скорости. Применяя уравнение Бернулли, что мы вполне можем сделать для всей области течения вне пограничного слоя, получаем, что над цилиндром имеет место понижение давления, а под цилиндром, наоборот, повышение давления, следовательно, пн- .1инлр подвергается со стороны жидкости действиго силы, пеупендикулярной к направлению натекания, т.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
