ВУЗ:
Составители:
48
На рис. 4 показаны профили скоростей в потоке, обтекающем тело.
Точки А и В находятся в конфузорной области, где отрыв невозможен, так
как здесь
υ'
x,∞
> 0 (скорость вниз по потоку возрастает), а
dp
dx
< 0
, т.е. давление
по потоку убывает. Следовательно, давление в каждой последующей точке
будет меньше, чем в предыдущей. Такой градиент давления на стенке будет
содействовать движению жидкости в пограничном слое, а не проти-
водействовать ему. В кормовой (диффузорной) области профиля вниз по
течению за точкой минимума давления В (см. рис. 4)
υ'
x,∞
< 0 (поток
замедляется), а также происходит возрастание давления на стенке
dp
dx
> 0
, и в
каждой последующей точке оно больше, чем в предыдущей. Такой градиент
давления противодействует потоку, и жидкость в пограничном слое движется
из области меньшего давления в область большего давления против
подтормаживающего ее перепада давлений. Если бы жидкость была идеальна
и скорость на поверхности тела не равнялась бы нулю, то запас
кинетической
энергии жидкости оказался бы достаточным для преодоления тормозящего
поля давлений. В пограничном слое поле давлений, как уже известно, не
отличается от поля давлений в идеальной жидкости, между тем как скорости
в непосредственной близости к поверхности тела очень малы, а
следовательно, и кинетическая энергия частиц жидкости ничтожна. В этих
условиях торможение
может вызвать остановку, а далее и обратное (см. рис.
4) движение под действием перепада давления, направленного против
движения. Встреча набегающего потока с обратно движущейся в
пограничном слое жидкостью приводит к резкому оттеснению линий тока от
поверхности тела, к утолщению пограничного слоя и к отрыву его от
поверхности тела. До точки отрыва
С (т. А, В), как видно из рис. 4,
∂υ
∂
x
y=0
y
⎛
⎝
⎜
⎞
⎠
⎟
> 0
, за точкой отрыва (т. Д) →
∂υ
∂
x
y=0
y
⎛
⎝
⎜
⎞
⎠
⎟
< 0
.
В самой точке С будет иметь условие отрыва:
∂υ
∂
x
y=0
y
⎛
⎝
⎜
⎞
⎠
⎟
= 0
.
Математически точка отрыва С определяется как точка, в которой
трение на стенке равно нулю, т.е.
τμ
w
x
y=0
y
==
∂υ
∂
0
или просто
∂υ
∂
x
y=0
y
= 0
.
Приведенное объяснение явления вязкого отрыва показывает, что отрыв
потока может возникнуть только в диффузорной области пограничного слоя,
где вязкие взаимодействия в жидкости сосуществуют с обратным по
отношению к направлению потока перепадом давлений. Таким образом,
точка отрыва С всегда располагается ниже по течению, чем точка В
минимума давления (максимума внешней скорости).
Тормозящее влияние обратного перепада давления является
необходимым условием отрыва пограничного слоя с поверхности тела. Так,
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 46
- 47
- 48
- 49
- 50
- …
- следующая ›
- последняя »
