ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Г ЛАВА IX Газодинамика разреженных газов Особенности течений разреженных газов из "Физические основы газодинамики применения ее к процессам теплообмена и трения" Снимки интерференционных полос, получающихся в сверхзвуковом потоке с числами М 2,3 в окрестности тела, имеющего, с одной стороны, плоскую поверхность, а с другой стороны — сочетание поверхности клина с плоской поверхностью, параллельной первой, показали [63] наличие трех косых скачков уплотнения. Два из них соответствуют ребру острого угла клина, на который набегает параллельно верхней плоскости поток, а третий — ребру тупого угла клина с нижней стороны тела, где происходит переход поверхности грани клина в плоскую поверхность, параллельную верхней. [c.296] Пограничный слой также хорошо виден на такого рода интерферограммах. Оказалось, что вдоль плоской поверхности при 6 10 пограничный слой является ламинарным и при Rд, 2 10 турбулентным. [c.297] Профили скоростей вычислялись по температуре Т, исходя из предположения об отсутствии теплообмена и постоянства в потоке температуры торможения. Последнее, конечно, в действительности имеет место лишь с той или иной степенью точности. [c.297] Для сравнения этой формулы с опытом, однако, необходимо знать температуру Т, которая в опытах не измерялась и измерение которой, вероятно, крайне затруднительно. [c.299] На рис. 33 приведена кривая 6, рассчитанная по этой формуле для воздуха, в которой было положено у = 1,4, число Рг = 0,72 и г = 0,87. Из рисунка видно, что кривая уже достаточно близко лежит к экспериментальным точкам, хотя, по-видимому, систематически немного ниже их. Теория, конечно, нуждается в дальнейшем усовершенствовании, причем для Мц, значительно больших единицы, необходимо и дальнейшее подтверждение ее опытом. [c.300] Ряд исследований посвящен экспериментальному изучению коэффициента восстановления г. [c.300] Последовательной теории газодинамического ламинарного слоя для газов с числами п Ф и Рг =5 1 не существует. [c.300] Численные оценки, которые могут быть произведены в некоторых случаях, однако, показывают, что соотношение (63,7) не находится в большом расхождении с теорией, например, как мы видели (п. 58), при Рг = 0,75 и я=1 г = 0,83, а по формуле (63,7) г = 0,86. [c.300] На рис. 34 приведены кривые зависимости г от Я для воздуха при Рг = 0,72. Кривые а и б соответствуют формулам (62,12) и (63,9), кривые в и г — (63,7) и (63,8). [c.301] Коэффициенты восстановления измерялись также для конусов с углами раствора от 10° до 80° и конусно-цилиндрических моделей в аксиальных сверхзвуковых потоках с числами Нд, достигавшими значений Юл и Л в пределах от 0,88 до 4,25 [71]. [c.301] Местные значения г в функции местных чисел М для ламинарного пограничного слоя даны на рис. 35, который показывает, что формула (63,7) удовлетворительно воспроизводит результаты экспериментов. То же показывает рис.36, на котором приведены экспериментальные данные по зависимости г от К для ламинарного пограничного слоя. [c.301] Эти значения коэффициента восстановления меньше экспериментальных величин, приводимых на рис. 37 и 38, но они близки к величинам, найденным в других опытах для турбулентного слоя вдоль пластины в сверхзвуковом потоке, которые даются кривой г на рис. 34. Таким образом, вопрос о зависимости коэффициента восстановления от числа М нельзя еще пока считать решенным, так как опыты дают противоречащие друг другу данные, из которых одни находятся в соответствии с теорией [48], а другие не согласуются с ней [711. [c.304] В литературе [70] приводятся также данные по коэффициенту восстановления, как местному, так и среднему, для цилиндра в потоке, перпендикулярном к его оси. Они дают рост г с увеличением числа М и уменьшение его с увеличением угла ср, образуемого радиусом-вектором, проведенным от оси к данной точке на поверхности цилиндра, с направлением, противоположным скорости невозмущенного потока. Теории коэффициента восстановления для обтекания цилиндра не существует. И поэтому о каком-либо теоретическом истолковании полученных экспериментальных данных говорить не приходится. [c.304] По смыслу вывода эта формула применима для ламинарного и турбулентного пограничного слоя. При Рг 1 ее обобщение для ламинарного слоя не дано, а для турбулентного слоя появляется влияние вязкого подслоя, которое учитывалось приближенно и привело к соотношениям (62,3) и (62,4). [c.305] В случае конуса воспользуемся напряжением сдвига в местной декартовой прямоугольной системе координат у поверхности конуса. [c.306] Экспериментальные точки на рис. 42 группируются между кривыми, соответствующими формулам (63,24) и (63,25), что свидетельствует о наличии перехода на конусно-цилиндри-ческой модели от ламинарного слоя к турбулентному. [c.310] 8 Рг 2 отклонения этих формул от соотношений, ие учитывающих влияния числа Рг, малы и вряд ли могут быть констатированы опытом. Поэтому для расчетов теплообмена в большинстве случаев можно пользоваться более простыми соотношениями, указанными ранее. [c.311] Проблемы газодинамики разреженных газов приобретают все большее и большее значение для техники высотные ракеты, ракеты-снаряды, искусственный спутник Земли и в бу-душ,ем — аппараты для полетов в мировое пространство в области нашей планетной системы и, может быть, за пределы ее. [c.312] Однако между течениями, происходящими по законам обычной газодинамики, и свободным молекулярным лежит область течений, где верны бэлее общие уравнения газодинамики, в которых тепловые потоки и тензор натяжений определяются соотношениями (15,6) и с другими граничными условиями. Последние, как показывают опыт и теория, выражают то обстоятельство, что течение вблизи поверхности тела происходит без прилипания газа к стенке тела. По этой причине на самой стенке скорость газа не равна нулю, а имеет некоторое конечное значение о определяемое соотношением (15,12). [c.313] Такому скачку скоростей у стенки обтекаемого тела соответствует и скачок температуры , определяемый соотношением (15,14). [c.313] Вернуться к основной статье