ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Пограничный слой и внешний поток из "Ламинарный пограничный слой" Интенсивность действия сил внутреннего трения (вязкости)в реальных жидкостях зависит от степени неоднородности поля скоростей в потоке. Эта же неоднородность вызывает в жидкости конвективные ускорения и. следовательно, инерционные эффекты. В зависимости от того, превалирует ли вязкое воздействие или инерционное, можно, в порядке упрощения, говорить о двух предельных случаях движения медленном , когда пренебрегают конвективными инерционными силами и учитывают лишь действие сил вязкости, перепада давления и внешних объемных сил, и движений идеальной жидкости, не обладающей вязкостью. Такой подход широко использовался ранее при решений многих практических задач, но в настоящее время, в связи с появлением интереса к изучению более тонких характеристик движения, таких, как трение, теплоотдача и т. п., гидродинамика уже не может довольствоваться столь приближенными подходами и требует более детального изучения происходящих в жидкостях явлений. [c.12] Особый интерес для практики представляют движения, в которых инерционные эффекты в жидкости, если говорить о потоке в целом, преобладают над влиянием сил трения, в частности, сил вязкости. Как известно, мерой соотношения этих двух основных классов сил служит рейнольдсово число потока, так что рассматриваемый случай представляет движение с большими значениями числа Рейнольдса. [c.12] Движения жидкости в пограничном слое и во внешнем потоке неразрывно связаны между собой. В первоначальной постановке Прандтля эта связь рассматривалась как односторонняя считалось, что внешний поток существует независимо от пограничного слоя и задается наперед как известный, движение же в пограничном слое определяется по заданному внешнему потоку. Последующее развитие теории пограничного слоя показало, что это не так и что только в некотором, не всегда удовлетворительном приближении можно производить расчет по такой схеме. Прежде всего заметим, что в результате подтормаживания жидкости в пограничном слое трубки тока расширяются, линии тока смещаются и оттесняют внешний поток. Вызываемое этим оттеснением изменение продольных скоростей на границах слоя оказывается в большинстве случаев пренебрежимо малым существенным обратным влиянием пограничного слоя на внешний поток является возникновение поперечных скоростей, которые сохраняются во внешнем потоке и в ряде случаев становятся основой изучаемого процесса (инжекция жидкости извне внутрь струи, см. далее, 5). В некоторых, более редких случаях (отрыв и гфед-отрывное состояние) имеет значение и обратное влияние пограничного слоя на продольные скорости во внешнем потоке. В этом случае внешний поток уже нельзя считать наперед известным его определение требует учета движения в пограничном слое, которое в свою очередь зависит от внешнего потока. Даже весьма приближенное рассмотрение такого типа задач представляет пока что значительные трудности. Некоторые соображения по этому вопросу будут даны в конце настоящей главы ( 9). [c.13] Если струя втекает в движущуюся жидкость, — примером может служить распространение струи в спутном по отношению к ней потоке,— то здесь мы вновь имеем дело с пограничным слоем — самой струей — и внешним спут-ным потоком. [c.15] ПО мере нарастания пограничного слоя должно изменяться и движение во внешнем потоке. Таким образом, начальный участок дает нам простой пример существенного взаимного влияния пограничного слоя и внешнего потока. [c.16] При очень больших значениях числа Рейнольдса потока, с которыми приходится иметь дело в практических приложениях теории пограничного слоя, толщина пограничного слоя бывает очень мала по сравнению с характерным для потока продольным размером. Так, например, максимальная толщина пограничного слоя, достигаемая на задней кромке лопатки рабочего колеса паровой турбины, измеряется в долях миллиметра, а на крыле самолета не превышает сантиметров. Сравнительно толстые пограничные слои нарастают вдоль судовых корпусов, имеющих длину до ста и более метров толщина пограничного слоя вблизи кормы таких корпусов может доходить до пяти и более десятков сантиметров. Как ранее уже было отмечено, толщина пограничного слоя зависит от рейнольдсова числа только что указанные порядки величин приведены как некоторые средние и дают лишь общее представление об относительной малости толщины пограничного слоя. [c.16] Вернуться к основной статье