ВУЗ:
Составители:
37
Re =
υ
ν
⋅ l
(υ - скорость потока; l - характерный размер), не достигающее, однако, той
критической величины, при которой режим течения в пограничном слое
становится турбулентным. Аналогично для температурных слоев подобным
условием становится достижение больших значений числа Пекле Ре=Pr⋅Re
(число Прандтля
Pr =
c
p
μ
λ
, где λ - коэффициент теплопроводности, с
р
-
удельная теплоемкость при постоянном давлении), для концентрационных
слоев - больших значений диффузионного числа Пекле Ре
d
.
Физическая картина образования пограничных слоев на твердых
поверхностях состоит в следующем. Однородный безвихревой поток,
достигнув поверхности твердого тела, "прилипает" к нему частицами,
непосредственно соприкасающимися с поверхностью тела, в то время как
соседние слои продолжают двигаться с резко увеличивающимися по мере
удаления от поверхности скоростями, что приводит к завихренности потока.
Образовавшиеся
вблизи поверхности вихри, с одной стороны, сносятся
набегающим потоком, участвуя в конвекции, а с другой - диффундируют в
жидкость, окружающую тело. Если конвекция велика по сравнению с
диффузией (что соответствует большим числам Рейнольдса), на поверхности
сохраняется весьма тонкий слой заметно завихренной жидкости - так
называемый пристенный пограничный слой.
Имея некоторую начальную завихренность,
возникшую при выходе из
сопла или сходе с поверхности обтекаемого тела, аналогично образуются
"свободные" пограничные слои: "затопленные струи" и "следы" за кормой
тела.
Под толщиной пограничного слоя δ подразумевают расстояние от
поверхности обтекаемого тела до такой точки в потоке (у=δ), где
практически с заданной степенью приближения можно принять продольную
скорость в пограничном слое равной ее значению в той же точке внешнего
безвихревого потока. Геометрическое место таких точек дает приближенное
представление о внешней границе пограничного слоя.
Необходимо отметить, что безразмерная толщина пограничного слоя
δ
δ
=<<
l
1, что эквивалентно δ<<l, т.е. поперечные размеры в пограничном
слое значительно меньше продольных (l - продольный размер обтекаемого
тела). Исходя из предположения, высказанного Прандтлем, что силы
инерции и силы вязкости внутри пограничного слоя одинакового порядка, и
учитывая, что порядок сил вязкости на единицу объема внутри пограничного
слоя будет равен
μ
υ
δ
2
(по формуле
τ
δ
μ
δ
=
∂υ
∂
x
y
1
), а порядок сил инерции - ρ
υ
2
l
(
в соответствии с выражением
ρυ
x
x
x
∂υ
∂
), получим
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 35
- 36
- 37
- 38
- 39
- …
- следующая ›
- последняя »
