Физика атмосферных аэрозольных систем. Довгалюк Ю.А - 36 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СПбГУ | Санкт-Петербург

Составители: 

Рубрика: 

1. Безотрывное потенциальное обтекание при больших числах Стокса. Для расчетов
используется решение (2.17), что дает следующее приближенное выражение для коэффициента
аспирации:
()
[]
()()
∫
∞−
′
π
′′
πα++=ε
0
0
,/exp/11 xdxukx
y
Проведя комплексное преобразование и интегрирование по контуру в комплексной плоскости,
получим выражение для ε
0
в следующем виде:
ε
0
= 1 + α exp(-1/k)k
-1/k
/[
Γ
(1 + 1/k)].
Для некоторых значений k из выражения E
0
=exp (-1/k)/[Γ(1 + 1/k)] коэффициенты аспирации
приведены ниже:
k 0,5 1,0 2,0 5,0 10,0
∞
E
0
0,270 0,370 0,484 0,646 0,755 1,00
2. Безотрывное потенциальное обтекание при малых числах Стокса. Коэффициент ε
рассчитывается с помощью аналогичных приемов на основе выражения (2.17) и имеет вид
степенного ряда:
ε
= 1 - (1 +
α
)
µ
0
0
k - (1 +
α
)
2
µ
0
1
k
2
+ 0(k
2
),
где
() () ()
[]
2
22
2
222
2
0
222
2
0
0
sin1sin11sin11sin
−
−
α++α+−−
α+−
π
α
=µ
∫
vvvvvvvvdv
x
Выражение для µ
0
1
имеет еще более громоздкий вид. Значения для µ
0
0
и µ
0
1
для аспирационного
устройства в виде щели приведены в табл.2.1 (данные получены по методу В.М.Волощука)[40].
Таблица 2.1
α
α* µ
0
0
µ
0
1
-1.00 — 0.451 0.15
-0.95 20.00 0.440 0.15
-0.90 10.00 0.428 0.15
-0.80 5.00 0.405 0.15
-0.70 3.33 0.383 0.16
-0.60 2,50 0,362 0,19
-0,50 2,00 0,342 0,23
-0,40 1,67 0,322 0,35
-0,30 1,43 0,322 0,35
-0,20 1,25 0,285 —
-0,10 1,11 0,267 —
-0,05 1,05 0,258 —
Расчеты траекторий аэрозольных частиц, забираемых в щель, показывают, что часть
траекторий может пересекаться, а это приводит к локальным неоднородностям коэффициента
аспирации. При некоторых значениях k коэффициент аспирации может даже превосходить единицу
при отрицательных α, при положительных значениях коэффициента анизокинетичности это явление
не наблюдается.
3. Отрывные течения. Отрыв жидкости при обтекании тела происходит при относительно
больших величинах числа Рейнольдса и зависит от вязкости и формы обтекаемого тела. От тела
может отрываться пограничный слой, а в некоторых случаях и весь поток (инерционный отрыв).
Вообще говоря, границами течения могут быть как твердые стенки, так и свободные границы,
которые являются поверхностями тока. На твердых стенках нормальная скорость равна нулю; на
свободных границах нормальная скорость равна нулю и модуль скорости постоянен. Свободные
границы начинаются в точках инерционного отрыва и отделяют область течения от зоны покоя.
Отрывное течение может быть описано с помощью теории струй, которая довольно
удовлетворительно отражает картину обтекания тела в передней части, но не соответствует
реальному обтеканию в области следа. Свободные границы являются зоной скачка, направленной по

Страницы