Теоретические основы гидравлики и теплотехники. Ртищева А.С. - 53 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

УлГТУ | Ульяновск

Составители: 

Рубрика: 

52
При формировании пограничного слоя на начальном участке поверхности
образуется ламинарный пограничный слой, толщина которого увеличивается
по мере удаления от места начала его формирования (рис. 3.11).
Опыты показывают, что при высоких значениях числа Рейнольдса
ламинарное течение в пограничном слое теряет устойчивость и на некотором
расстоянии от входа
x
кр
ламинарный пограничный слой переходит в
турбулентный. При этом у поверхности стенки образуется
вязкий подслой.
2. Распределение скоростей и температур в пограничном слое
Изучение профилей скоростей и температур в турбулентном пограничном
слое базируется на результатах экспериментального исследования структуры
течения.
При изучении структуры турбулентного пограничного слоя используется
понятие
динамической скорости, которую также часто называют скоростью
сдвига
(трения):
ρ
τ
w
w =
∗
,
(3.133)
на основе которой записываются безразмерная скорость и безразмерная
координата:
ρ
τ
w
w =
∗
,
(3.134)
ρ
τ
ν
ν
η
w
y
w
y
==
∗
,
(3.135)
где
ν
− коэффициент кинематической вязкости жидкости;
w
τ
− касательное
напряжение на поверхности стенки.
Безразмерный профиль скоростей:
(
)
η
ϕ
f
=
(3.136)
пригоден для любого числа Рейнольдса
Re, так как влияние этого числа
заложено в величине
w
τ
. Поэтому зависимость (5.4) называют универсальным
законом распределения скорости или законом стенки. Форма этого закона
зависит от соотношения интенсивностей процессов молекулярного и
турбулентного переноса.
В ламинарного пограничном слое и вязком подслое турбулентного
пограничного слоя распределением скоростей можно считать линейный, а у
поверхности стенки
0=
x
w и
y
w
x
w
µτ
=
,
(3.137)
выражение (3.136) при этом примет вид
η
ϕ
=
.
(3.138)

Страницы