ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
Рис. 2.14. Течение возле сферы при Re = 15 000 [36]
ряду, равно 0,283. Вихри, показанные на рис. 2.13, действительно располагаются таким образом [36].
Для тороидальных вихрей, которые образуются за сферой, также характерен периодический срыв.
Они отрываются от сферы не все сразу, а поочередно, начиная с одной ее стороны в одном полуперио-
де, и переходя на другую сторону в следующем полупериоде. Поэтому в следе за сферой, когда Re пре-
вышает 400, образуется цепочка эллиптических вихрей, которые наклонены к оси потока и связаны друг
с другом, а не коаксиальных и изолированных круглых колец [36].
Для турбулентных потоков осредненные по времени картины течения однозначно определяются ве-
личиной числа Re, даже если для мгновенных картин течения это не так. На рис. 2.14 приведена картина
обтекания водой неподвижной сферы при Re ≈ 15 000. Белые полоски – это следы, оставленные малень-
кими пузырьками воды, имеющимися в воде, и все вместе они дают представление о характере осред-
ненного по времени течения, которое реализуется при данных условиях; фотография цилиндра, а не
сферы, выглядела бы очень похоже. При таких значениях числа Рейнольдса пограничный след действи-
тельно тонок. Видно, что он отрывается от сферы вблизи экватора (на самом деле в точках немного вы-
ше по течению) и простирается далее как граница раздела между областью, где течение стационарно –
или, по крайней мере, выглядит таковым после осреднения по времени – и областью, где оно явно тур-
булентно.
При числах Re, которые еще высоки – порядка 2⋅10
5
– точка отрыва смещается вниз по потоку. В
результате размер турбулентной области резко уменьшается; то же происходит со скоростью диссипа-
ции энергии в следе. Этот эффект связан с внезапным образованием турбулентности в самом погранич-
ном слое, причем в той его области, где слой еще не оторвался от препятствия, а не в области ниже по
потоку от точки отрыва. На качественном уровне объяснение этого таково: процесс образования воз-
вратного течения, приводящего к отрыву пограничного слоя, тормозится инерцией жидкости в погра-
ничном слое. Когда пограничный слой становится турбулентным, скорость обмена направленным впе-
ред количеством движения между соседними элементами жидкости до некоторой степени возрастает.
Следовательно, в дальнейшем инерция жидкости будет противодействовать всякой тенденции к ее за-
медлению вблизи поверхности препятствия и к изменению направления ее движения [36].
2.4.3 ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ УДАР
Гидравлический удар – результат резкого изменения давления в жидкости, вызванный мгновенным
изменением скорости ее течения в трубопроводе [35].
Явления, происходящие при гидравлическом ударе, объясняются на основе свойства сжимаемости
капельных жидкостей. После закрытия задвижки на горизонтальном трубопроводе постоянного диамет-
ра, по которому движется жидкость со средней скоростью
V, слой жидкости, находящийся непосредст-
венно у задвижки, мгновенно останавливается. Затем последовательно прекращают движение слои
жидкости (завихрения, противотоки) на увеличивающемся со временем расстоянии от задвижки. При
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 51
- 52
- 53
- 54
- 55
- …
- следующая ›
- последняя »
