ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
15. Аэродинамика разреженных газов
При движении летательных аппаратов на больших высотах большое значение
приобретает аэродинамика разреженных газов.
Основная особенность аэродинамики разреженных газов заключается в том, что в этом
случае нельзя пользоваться гипотезой сплошности (непрерывности) среды. В условиях
разреженного газа необходимо учитывать его молекулярную структуру. При этом газ можно
рассматривать как совокупность движущихся по всевозможным направлениям молекул,
сталкивающихся постоянно друг с другом и с поверхностью обтекаемого тела.
Молекулярная структура газа может быть охарактеризовано длиной свободного пробега
молекул в промежутке между последовательными столкновениями. Поскольку скорости
хаотического движения отдельных молекул могут изменяться в широких пределах, то длина
свободного пробега для различных молекул также различна. Поэтому обычно рассматривают
среднюю длину свободного пробега молекул. Эта длина зависит от числа молекул в единице
объема (от плотности среды), скорости хаотического движения (температуры газа) и от
размеров самих молекул. Из кинетической теории газов среднюю длину свободного пробега
молекул можно вычислить по формуле
a
l 225,1
. (181)
Из расчетов по этой формуле следует, что средняя длина свободного пробега молекул на
высотах порядка 80 км несколько менее 0,5 см, на высотах порядка 120 км она достигает уже
нескольких метров, а на больших высотах порядка 200 км равна сотням метров.
Безразмерное отношение средней длины свободного пробега молекул l к характерному
для данной задачи линейному размеру L (например, хорда профиля, длина корпуса и т. д.)
называется числом Кнудсена и обозначается через Kn = l/L. Подставляя сюда l по формуле
(181), получим
Re
M
L
l
Kn 255,1
. (182)
При исследовании пограничного слоя в разреженном газе характерным линейным
размером рассматриваемой области является толщина пограничного слоя δ. Поэтому для
характеристики степени разреженности среды в этом случае необходимо использовать число
Кнудсена, определяемое как Kn = l/δ. При достаточно больших числах Рейнольдса для
ламинарного пограничного слоя из соотношения (100)
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 100
- 101
- 102
- 103
- 104
- …
- следующая ›
- последняя »
