Механика жидкости и газа в аэрокосмической технике: Электронное мультимедийное пособие. Шахов В.Г - 42 стр.

UptoLike

Составители: 

В МЖГ вместо сил рассматривают их коэффициенты, которые являются безразмерными
величинами, независящими от размеров тела и скорости потока. Если коэффициент
сопротивления трения плоской пластины определить как
lb
V
F
c
F
2
2
,
то для ламинарного пограничного слоя
21
328,1 Rec
F
, (102)
а для турбулентного
51
074,0 Rec
F
. (103)
В этих формулах число Рейнольдса вычисляется по длине пластины: Re = V
b/ν
*
.
Формула (103) справедлива при Re < 5·10
6
. Более универсальна эмпирическая формула
Прандтля-Шлихтинга
58,2
)(lg455,0 Rec
F
, (104)
которую можно использовать при 2,5·10
5
< Re < 5·10
8
.
В общем случае при турбулентном режиме течения в пограничном слое на величину c
F
существенное влияние оказывает шероховатость обтекаемой поверхности. Когда высота
бугорков шероховатости значительно меньше так называемого вязкого подслоя, коэффициент
сопротивления трения шероховатой пластины рассчитывается по формулам (103) или (104). В
вязком подслое молекулярные процессы обмена преобладают над турбулентными. Его
образование является следствием демпфирующего влияния стенки. Течение в вязком подслое
похоже на течение при ламинарном режиме, поэтому его ранее называли ламинарным
подслоем. Толщина ламинарного подслоя очень мала, она составляет величину порядка одного
процента толщины пограничного слоя.
Обычно пограничный слой бывает смешанным. На передней части тела пограничный
слой ламинарный, а далее он может стать турбулентным. Переход от ламинарного к развитому
турбулентному течению происходит в переходной области. Обычно протяженность этой
области невелика. Поэтому полагают, что переход ламинарного течения в турбулентное
происходит скачкообразно в некотором сечении, продольная координата которого x
t
такова, что
местное число Рейнольдса Re
x
становится равным критическому Re
t
= V
x
t
/ν
*
. Если значение
Re
t
известно, то относительную координату точки перехода находят по формуле
Re
Re
b
x
x
tt
t
.