Ламинаризация пограничного слоя при щелевом отборе

Ламинаризация пограничного слоя при непрерывном (распределенном) отборе потока

Затягивание ламинарного участка слоя путем придания носовой части тела оптимальной формы

Значения же гра­диентов давления в слое, как мы уже знаем, в основном определяются формой обтекаемого тела. Поэтому, если при­дать носовой части тела соответствующую заостренную форму, можно значительно увеличить ламинарный участок в пограничном слое и существенно снизить гидродинамиче­ское сопротивление трения его.

В первом приближении требуемые очертания носовой оконечности тела можно определить по данным расчетов устойчивости течения в слое. Затем, с помощью серийных экспериментов такие очертания можно довести до опти­мальных. Таким путем был получен ряд новых форм профилей крыла самолета и руля, которые теперь называются ламинизированными профилями (рис. 28). При этом было достигнуто снижение сопротивления до 30%,

Исследования показало, что ламинарный режим в слое в этом случае может сохраняться до Re = 70000, т. е. до числа Рейлольдса в 100 раз большего, чем в слое без отсоса при нулевом градиенте давления.

Распределенный отбор оказывает стабилизирующее действие, обусловлено уменьшением толщины слоя, а также, и притом в более значительной степени, — увеличением устойчивости профиля скорости в слое.

Значительного снижения сопротивления трения можно достигнуть также и при прерывном отборе жидкости из слоя через специальные прорези или щели, выполненные на обтекаемой поверхности тела (рис. 33), также отводится из слоя часть под­торможенной жидкости.

Вследствие этого в районе щелей отбора толщина пограничного слоя резко уменьшается, а затем снова возрастает на участках между щелями, где развитие пограничного слоя подчиняется тем же законам, что и в слое без отсоса.

Внешняя граница слоя тогда имеет ступенчатую форму и располагается всегда ближе к стенке, чем та же граница в слое без отбора (пунктир на рис.33).

В заключение отметим, что к настоящему времени разработан и ряд других методов, позволяющих снизить гидродинамическое сопротивление трения. Среди них — применение демпфирующих покрытий, газонасыщение пограничного слоя, создание пристеночных газовых прослоек, введение в пограничный слой полимерных добавок, сообщение обтекаемой поверхности вынужденных колебаний, и др.

8 Газодинамические процессы {Модуль 3}

Для практически важных случаев решение полной системы уравнений, описывающих течение жидкости, часто представляет собой весьма сложную проблему, несмотря на наличие современной вычислительной техники. Используют различные допущения, упрощающие постановку задач. В ряде случаев удается пренебречь трехмерностью потоков и рассматривать их как двумерные (например, плоскопараллельные и осесимметричные потоки) и даже как одномерные. Если в потоке возможно выделить направление, вдоль которого скорости потока значительно больше, чем в поперечном направлении, то такой поток можно рассматривать как близкий к одномерному и использовать для его описания так называемую одномерную модель квазиодномерного потока (потоки в трубах переменного сечения, в руслах рек и т.п. часто рассматриваются как одномерные потоки).

Дата добавления: 2014-01-04