А   Б  В  Г  Д  Е  Є  Ж  З  І  Ї  Й  К  Л  М  Н  О  П  Р  С  Т  У  Ф  Х  Ц  Ч  Ш  Щ  Ю  Я 


Теорія - ламінарний прикордонний шар

Теорія ламінарного прикордонного шару дозволяє отримати надійні дані по теплообміну і тертя практично в будь-яких умовах обтікання поверхні твердого тіла потоком рідини.

З теорії ламінарного прикордонного шару (глава VII) відомо, що при обтіканні циліндричного тіла кривизна стінки не робить істотного впливу на розвиток прикордонного шару, правда, за умови, що радіус кривизни стінки значно перевищує товщину прикордонного шару. Це пояснюється тим, що розвиток прикордонного шару на таких тілах практично не залежить від впливу відцентрової сили, і тому прикордонний шар розвивається на них абсолютно так само, як на плоскій пластині під впливом того градієнта тиску, який мав би місце при невязкую обтіканні розглянутого тіла. Те ж саме відноситься і до розрахунку стійкості ламінарного прикордонного шару з градієнтом тиску.

Перевірка рівняння (2 для співпадаючих по напрямку сил вимушеної /і вільної //конвекції навколо занурених в рідину тел. Результати отримані різними авторами. | Перевірка рівняння (5 для співпадаючих по напрямку сил вимушеної і вільної конвекції на горизонтальних циліндрах в режимах повзе течії. Експериментальні дані. Наближення теорії ламінарного прикордонного шару стають несправедливими при наближенні чисел Re і Ra до нуля. Це має місце, коли товщина прикордонного шару досягає значення, рівного характерною довжині поверхні. Режими з малими числами Re і Ra не мають практичної цінності для плоских поверхонь, але можуть бути важливими для невеликих горизонтальних циліндрів (дротів) і частинок.

Шліхтінга була розроблена теорія нестійкого ламинарного прикордонного шару.

Цей період розвитку теорії ламінарного прикордонного шару в однорідному газовому потоці докладно висвітлено в раніше цитованих монографіях Л. Г. Лойцянський і К.
 Іншим прикладом може служити теорія ламінарного прикордонного шару.

Все викладене відноситься до теорії ламінарного прикордонного шару, яка знаходиться в цілком задовільному згоді з експериментом і якісно підтверджується також наявними нечисленними точними рішеннями рівнянь Нав'є - Стокса. Спочатку з цим явищем зіткнулися в зв'язку з експериментальним дослідженням коефіцієнта лобового опору кулі (Дж. Виявилося, що при досягненні чисел Рейнольдса порядку Ю5 подальше збільшення числа Рейнольдса приводить до різкого падіння коефіцієнта опору кулі приблизно в два рази. Він показав, що при досягненні зазначених чисел Рейнольдса відрив прикордонного шару викликає його турбулізації і подальше приєднання, що затримує в цілому відрив потоку від обтічного тіла і тим самим різко знижує опір 6 (криза обтікання і опору. Для вирішення конкретних завдань теорії ламінарного прикордонного шару необхідно знати ще величину - j - Якщо контур, на якому вивчається прикордонний шар, добре обтічний, то можна вважати, що розподіл тисків на зовнішній границі прикордонного шару буде таким же, як на самому контурі при плавному обтіканні його потоком ідеальної рідини. Таким чином, для вирішення рівнянь прикордонного шару для будь-якого контуру необхідно знати рішення рівнянь руху ідеальної рідини для цього контуру.

Універсальні рівняння і параметричні наближення в теорії ламінарного прикордонного шару, Прикл.

Універсальні уравенную і параметричні наближення в теорії ламінарного прикордонного шару, Прикл.

Універсальні рівняння і параметричні наближення в теорії ламінарного прикордонного шару, Прикл.

Універсальні рівняння і параметричні наближення в теорії ламінарного прикордонного шару, Прикл.

Діапазон зміни параметрів зовнішнього обтікання. Початкове значення коефіцієнта теплообміну розраховувалося відповідно до теорії многокомпонентного ламинарного прикордонного шару на напівсферичним затуплении з R 7 - 10 - 3 м при тиску ре106 Па і ентальпії гальмування /е10000 кДж /кг.

До числа ще недостатньо досліджених областей теорії ламінарного прикордонного шару в нестисливої рідини слід віднести перш за все просторові, істотно трехразмерние завдання, з великими труднощами піддаються не тільки наближеним аналітичним методам, а й чисельною машинним розрахунками. Багато що ще необхідно зробити в області нестаціонарних задач теорії прикордонного шару. Майже нічого ще не зроблено в теорії нестаціонарного поширення струменів і освіти слідів за добре обтічними тілами.

Кілька особливе місце в цій галузі теорії ламінарного прикордонного шару в газовому потоці займають нові дослідження, що використовують розкладання в статечні ряди по спеціально обраним параметрам (В, Я.

Відішлемо цікавляться до великої спеціальної монографії з теорії ламінарного прикордонного шару 4), де детально описані властивості однопараметричного і двопараметричного подібних рішень, в залежності від вибору значень параметрів. Там же можна знайти подібне рішення для випадку проникною стінки, крізь яку вдувається або відсмоктується рідина з тими ж фізичними константами, що і омиває поверхню тіла.

Серед різноманітних застосувань методу узагальненого подібності в теорії ламінарного прикордонного шару зупинимося в цій частині на двох пристінних шарах: на проникною поверхні (відсмоктування або Сдув рідини з твердої поверхні) і МГД-прикордонному шарі в потоці електропровідної рідини.

Аналогічно тому, як це зазначалося в теорії ламінарного прикордонного шару (§ 86), збіг товщини вузького подслоя з температурним подслоем можливо лише при рівності молекулярного числа Прандтля одиниці (Рг 1), так як тільки при цьому здійснюється подібність профілів розподілу швидкості і температури по перетину.

Аналогічно тому, як це мало місце в теорії ламінарного прикордонного шару (§ 109), збіг товщини вузького подслоя з температурним подслоем можливо лише при рівності молекулярного числа Прандтля одиниці (Рг 1), так як тільки при цьому здійснюється подібність профілів розподілу швидкості і температури по перетину.

Одним з найбільш важливих для практики застосувань динаміки в'язкого газу є теорія ламінарного прикордонного шару, утворюється на поверхні обтічного тіла при рухах з великими рейнольдсовимі числами і при числах Маха як близьких до одиниці, так і значно її перевищують.

Рівняння (65) являє турбулентний аналог відомого вже нам з теорії ламінарного прикордонного шару рівняння (95) § 87 яке лягло в основу наближених методів розрахунку ламинарного шару.

Для розрахунку тепловіддачі вертикальної пластини в умовах природної конвекції можуть бути використані методи теорії ламінарного прикордонного шару. При цьому система рівнянь (285) - (287) повинна бути вирішена для граничних умов wx wy О, Т ГСТ при у 0 і wx Wy, О, Т TOO при v оо, де х - поздовжня, а у - поперечна координати.

Дослідження закономірностей течії тонких шарів рідини на поверхні тіл, що обертаються можливо з позицій теорії ламінарного прикордонного шару. При центрифугуванні фоторезистов протягом характеризується великими числами Рейнольдса, так як розчини мають відносно невелику в'язкість, а швидкість їх розтікання досить велика. У цьому випадку вплив в'язкості позначається лише поблизу поверхні підкладки внаслідок впливу орієнтаційної впливу останньої. У міру віддалення від неї швидкість рідини швидко зростає і на деякій відстані, рівному товщині прикордонного шару, досягає певного значення, яке мала б при обтіканні даної поверхні рідина без урахування сил тертя.

В даний час тривають дослідження, що ставлять собі за мету розвідку наступних наближень в рішенні задач теорії ламінарного прикордонного шару в газовому потоці великих швидкостей.

Розташування точки відриву для зовнішньої швидкості (пунктир - по К. Б. Коену і Е. решітки, суцільна лінія - по З, М, Ка-пустянскому. 1. - Tw 1045 К. 2 - Tw 1465 К. | Розподіл наведеного коефіцієнта тепловіддачі (пунктир - по К, Б. Коену і Е. решітки, суцільна лінія - по С. М. Капустянський. 1 - Tw тисячі сорок-п'ять К, Моо 5. 2 - Tw 1465 К, М 608. Безпосередньо питаннями програмування займався В. М. Пас-конів (1963), який запропонував стандартну програму для розрахунку конкретних завдань теорії ламінарного прикордонного шару.

З іншого боку, деякі цілком реальні оцінки приводять до майже тим самим значенням 0 що і теорія ламінарного прикордонного шару.

Згідно з прийнятим вже раніше для пластини умові змикання ламинарного і турбулентного прикордонних шарів величина Re повинна бути розрахована по теорії ламинарного прикордонного шару.

У роботі[7]було показано, що спостережуване на досвіді прискорення контактної поверхні значно більше, ніж це передбачається теорією ламинарного прикордонного шару за ударною хвилею, рушійною ся з постійною швидкістю.

Згідно з прийнятим вже раніше для пластини умові змикання ламинарного і турбулентного прикордонного шару, величина R може бути розрахована по теорії ламінарного прикордонного шару.

згідно прийнятому вже раніше для пластини умові змикання ламинарного і турбулентного прикордонних шарів величина Re /повинна бути розрахована по теорії ламінарного прикордонного шару.

Ці оцінки визначають протяжність області збуреної течії в довкіл ності точки розриву температури і каталітичних властивостей поверхні, де вже несправедливі теорії ламінарного прикордонного шару або гіперзвукового вузького ударного шару і слід враховувати індуковане обурення тиску.
 Висування на перший план понять точного, локального і узагальненого подібності профілів швидкості в перетинах прикордонного шару дозволило по-новому, набагато більш послідовно, викласти теорію ламинарного прикордонного шару. В окремих місцях покращено і виклад напівемпіричних і емпіричних методів розрахунку турбулентних прикордонних шарів.

Викладу суті методу узагальненого подібності в різних його аспектах присвячений ряд робіт, серед яких відзначимо лише такі: Л про та ц я н с ь к і і, Універсальні рівняння і параметричні наближення в теорії ламінарного прикордонного шару, Прикл. Посилання на статті, що містять різноманітні застосування методу узагальненого подібності, наводяться далі.

Нарешті, велика, порівняно з ламінарним, товщина турбулентного прикордонного шару ставить під питання можливість зневаги роллю поздовжньої і поперечної кривизн обтічної поверхні і особливо впливом угнутості або опуклості поверхні, не вабили уваги в теорії ламинарного прикордонного шару.

У теорії ламінарного прикордонного шару при великих величинах числа Рейнольдса вважають, що сили інерції і в'язкі сили мають в межах прикордонного шару один і той же порядок. Це призводить до значного спрощення загальних рівнянь руху рідини або газу, дозволяючи six проинтегрировать в деяких окремих випадках.

Загальний коефіцієнт пристенной тепловіддачі представлений як сума конвективної складової а. Конвективна складова знайдена на основі теорії ламінарного прикордонного шару на стінці і погано відповідає дослідним даним. Постійна складова розраховується, виходячи з моделі пристенного шару як квазигомогенную середовища.

Повертаючись до огляду типів профілів швидкості в перетинах прикордонного шару, відзначимо, що з переходом до розрахунку прикордонних шарів з поздовжнім зміною тиску виникла необхідність користування сімейством профілів з одним або декількома параметрами. Ці параметри, подібно до того як це було в теорії ламінарного прикордонного шару, повинні були відобразити ту різноманітність форм профілів швидкості, яке виникає в перетинах шару при наявності змінного поля тисків, і, як уже говорилося раніше, отримали найменування формпараметров.

З усього сказаного вище випливає, що існування двох принципово різних режимів течії в'язкої рідини експериментально було виявлено спочатку для труб і каналів. Але потім внаслідок того, що обчислені на підставі теорії ламінарного прикордонного шару значення сили опору тертя не збігалися з експериментальними даними, довелося зробити припущення про те, що і в прикордонному шарі можуть здійснюватися два режими течії.

Праці: в області динаміки в'язких рідин і газів, теорії ламінарного прикордонного шару, теорії турбулентності.

З іншого боку, неможливо виходити з лінійного розподілу, так як невідомий кут нахилу прямої. Отже, метод, який з успіхом був застосований в теорії ламінарного прикордонного шару - визначення величини TO на підставі прийнятої апроксимації для розподілу швидкості, - в. Залишається один тільки шлях - використання експериментальних даних. Це підсилює емпіричні елементи теорії турбулентного прикордонного шару.

Незадовільний стан з рівняннями Озеена, пов'язане з описом інерційних ефектів, існувало до появи роботи Лагерстрома, Коула і особливо Каплуна з Каліфорнійського технологічного інституту в середині 50 - х років. Вельми цікаво, що стимулом до такої діяльності послужили проблеми теорії ламінарного прикордонного шару при високих числах Рейнольдса, коли спроби отримати поправки вищого порядку до теорії Прандтля і тим самим поширити її на область більш низьких чисел Рейнольдса не мали успіху в зв'язку з відсутністю чіткого розуміння співвідношення між рівняннями Прандтля і повними рівняннями Нав'є - Стокса.

В даний час продовжуються дослідження, що ставлять собі за мету розвідку наступних наближень в рішенні задач теорії ламінарного прикордонного шару в газовому потоці великих швидкостей.

Наступна схема відривного плину нев'язкої рідини була дана в вихровий теорії опору Кармана. Найважливіший крок у розумінні природи відриву - вплив в'язкості рідини або газу - був зроблений завдяки теорії ламінарного прикордонного шару Прандтля. При великих числах Рейшльдса відрив можливий, якщо є позитивний градієнт тиску в зовнішньому плині. Однак залишилися невирішеними такі два питання: а) чи застосовна теорія прикордонного шару для околиці точки відриву, б) як розрахувати відривний протягом в цілому.

Відомо досить багато теоретичних досліджень розвиненого хвильового і турбулентного режимів течії плівки. Як вже зазначалося вище, перша спроба кількісного опису хвильового течії плівки належить П. Л. Капице[89], Який вирішував проблему, використовуючи наближені уявлення теорії ламінарного прикордонного шару. Внаслідок цього хвильові режими більш стійкі і кращі в порівнянні з безволновимі. Однак слід пам'ятати, що в підході Капіци були опущені деякі важливі члени у визначальних рівняннях.

Досліджене в цьому параграфі рух зі статечним розподілом швидкості в зовнішньому потоці представляє своєрідний інтерес. Для встановлення зв'язку між необхідним значенням р (або т) і абсциссами х різних перетинів даного прикордонного шару потрібні були б додаткові міркування; вони будуть викладені далі в зв'язку з наближеними методами теорії ламінарного прикордонного шару. Автомодельні рішення дають подібні між собою розподілу швидкостей у всіх розташованих уздовж потоку перетинах, так що відрив є або у всіх перетинах, либр ні в одному з них. Тільки неавтомодельное рішення може описати близький до дійсного розвивається від перетину до перетину потік.

Замінюючи область переходу однією точкою, необхідно домовитися про спосіб зрощування рішень на стику областей ламинарного і турбулентного рухів. Найбільш природним з точки зору прийнятих у попередній і справжньою главах прийомів є використання припущення про однаковість товщини втрати імпульсу в перерізі, де відбувається змикання ламинарного і турбулентного ділянок; при цьому б або Re в початковій точці турбулентного прикордонного шару прирівнюються їх значенням в кінці ламинарного ділянки, розрахованим по теорії ламінарного прикордонного шару.