Условия изменения структуры пограничного слоя. Число Рейнольдса

Переход ламинарного пограничного слоя в турбулентный осуществляется в опреде-ленной зоне или линии. Так как мы рассматриваем двухмерное течение, то вместо зоны будем рассматривать точку или линию перехода ламинарного пограничного слоя в турбулентный. Знать положение точки перехода ламинарного течения в турбулентное очень важно, так как сопротивления трения существенно зависит от типа пограничного слоя.

Так например, при числах Рейнольдсасопротивление пластины при турбулентном течении в 14 раза больше чем при ламинарном течении.

Рис 5.1.9 Схема изменения структкры пограничного слоя

Основным фактором, который позволяет определить положение точки перехода из одного типа течения в другой является число Рейнольдса. Кроме этого на положение точ-ки перехода влияют:

· состояние поверхности обтекаемого тела;

· распределение нормального давления по поверхности обтекаемого тела;

· степень турбулентности набегающего потока;

При перемещении потока от носика пластины к ее хвостовой части число увели-чивается из-за увеличения координаты х_т. В ходе экспериментов установлено что ламинарный пограничный слой переходит в турбулентный при определённом значении числа. Это число принято называть критическим числом Рейнольдса. Соответственно в точке перехода:

; ↑

В исследованиях установлено, что при числе происходитизменение структуры пограничного слоя. Опытным путем можно определить координату точки перехода и критическое число Рейнольдса .

Величина зависит от:

· шероховатости поверхности тела;

· сжимаемости газа;

· соотношение температуры обтекаемого тела и невозмущенного газового потока;

· степени турбулентного потока.

Зная величину можно определить положение точки перехода при различных скоростях потока и параметрах состояния воздуха:

Относительное значение точки перехода можно определить:

Как следует из формулы точка перехода ламинарного слоя в турбулентный при уве-личении скорости потока смещается вперед, т.е. увеличивается зона турбулентного тече-ния. Физически число характеризует степень влияния сил вязкости на силы нормально-го давления при движении тел в вязкой газовой среде. Число выражает отношение сил давления пропорциональных к силам вязкого трения пропорционально (.

Чем больше вязкость среды (𝒗↑) тем меньше число ( ↓. Это означает, что при малых числах роль вязкости в рассмотрении аэродинамических явлений достаточ-но велика, при больших – чрезвычайномала.

ЛЕКЦИЯ 5.2 СИЛЫ ТРЕНИЯ В ПОГРАНИЧНОМ СЛОЕ, СПОСОБЫ УПРАВЛЕНИЯ СЛОЕМ. ВОЛНОВОЙ СРЫВ

План:

Дата добавления: 2013-12-12