Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Химия -> Лойцянский Л.Г. -> "Механика жидкости и газа" -> 87

Механика жидкости и газа - Лойцянский Л.Г.

Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа — Москва, 1960. — 676 c.
Скачать (прямая ссылка): mehanikagidkostiigaza1960.djvu
Предыдущая << 1 .. 81 82 83 84 85 86 < 87 > 88 89 90 91 92 93 .. 231 >> Следующая


Вернемся к формуле (47) и условимся угол 6 отсчитывать от передней критической точки А против часовой стрелки. Тогда график теоретического распределения р, согласно (47), представится нижней кривой на рис. 66. В лобовой критической точке А (0 = 0) имеем /7==1; размерное давление р в этой точке равно полному напору набегающего потока, т. е. сумме давления Poa и скоростного напора

Is TC

Y P V00 набегающего потока. При 6 = ± , т. е. в миделевой плоскости, коэффициент р приобретает максимальное по абсолютной величине отрицательное значение Pm = — 3. В э гих точках на поверхности цилиндра наблюдается максимальное разрежение. Давление здесь меньше чем рсо (например, атмосферное при продувке цилиндра в аэродинамической трубе с открытой рабочей частью) на три скоростных напора. На участке тс/2 Ь т. теоретическая кривая повторяет кривую для 03§63§їг/2.

Экспериментально замеренное распределение давления не подтверждает эту теоретическую кривую. В зависимости от некоторых условий, о которых будет идти речь в конце курса, на опыте получаются две разных формы кривых распределения давления (/ и // на рис. 66), но даже и более близкая к теоретической кривая / OLlfcKAHME КРУГЛОЮ ЦИЛИНДРА

•213

§ 39]

все же находится в резком расхождении с теорией. Причиной этого расхождения служит отсутствие в действительности безотрывного плавного обтекания цилиндра, подобного теоретическому обтеканию, показанному на рис. 65. На самом деле цилиндр представляет собою плохо обтекаемое тело. Набегающий поток, разветвившись в передней критической точке А (рис. 66), омывает поверхность цилиндра лишь до точек SS, находящихся примерно на 6 = ± 84°, т. е. до миде-левой плоскости—в случае кривой давлении / и на 6=120°-—

O0 w0 60° 90° 120° № WD0

¦——е.

Рис. 66.

в случае //, после чего поток отрывается, уступая место жидкости, подсасывающейся из кормовой области. И в том и в другом случае получаются картины обтекания, далекие от безотрывного обтекания всей поверхности от передней А до задней В критических точек, предписываемого теорией безвихревого движения идеальной жидкости.

Как будет показано в дальнейшем, образовавшийся из-за наличия внутреннего трения в жидкости пограничный слой не выдерживает резкого восстановления давления при 6 > 90°, отрывается и искажает всю картину обтекания. Об этом подробно будет рассказано в главе о движении вязкой жидкости.

Было бы, однако, неправильно сделать отсюда вывод, что теория безвихревого движения идеальной жидкости вообще не может применяться для описания действительных обтеканий. На рис. 67 приведены кривые распределения давления по поверхности двух „хорошо обтекаемых" симметричных профилей Жуковского. Один профиль

имеет относительную толщину у= 15%, другой — ==40%. Как

16* 244

, ПЛОСКОЕ БЕЗВИХРЕВОЕ ДВИЖЕНИЕ ЖЙДКОСТИ , [гл.

показывают кривые, в этих случаях теория дает прекрасное совпадение с опытом. Более или менее значительное расхождение наблюдается только у толстого сорокапроцентного профиля, да и то главным образом вблизи кормовой области, где пограничный слой не удерживается на поверхности профиля и отрывается. Можно утверждать, что теоретический расчет распределения давления вполне удовлетворительно совпадает с опытом для хорошо обтекаемых тел и тем более расходится с опытом, чем толще пограничный слой, чем ближе обтекание подходит к отрывному. С этой оговоркой и следует воспринимать все последующие теоретические расчеты распределения

скоростей или давлений по поверхности обтекаемых тел.

Заметим, что теоретическое распределение давлений по цилиндру не дает результирующей силы; это прямо следует из симметрии обтекания относительно двух взаимно перпендикулярных осей: оси потока и перпендикулярной к ней оси (рисунок 65). На самом деле, в действительном обтекании, как это следует из кривых I ш II (рис. 66), главный вектор сил давлений будет отличен or нуля и направлен по оси течения в сторону движения набегающей жидкости. Эга равнодействующая нормальных сил, сложенная еще с равнодействующей касательных сил трения жидкости о поверхность цилиндра, даст полную силу сопротивления. Теоретическое безотрывное обтекание силы сопротивления не дает и, как в дальнейшем будет показано, принципиально дать не может.

Перейдем к рассмотрению несколько более сложного потока. Возьмем только что изученное теоретическое обтекание круглого цилиндра и наложим на него круговой циркуляционный поток вокруг вихря (42), причем сам вихрь поместим в центр контура цилиндра. Такое обтекание в отличие от предыдущего, „бесциркуляционного", будем называть циркуляционным обтеканием цилиндра. Подобный поток будет наблюдаться в действительности, если обтекаемый цилиндр вращать вокруг оси; тогда окружающая цилиндр жидкость, увлекаемая внутренним трением, придет в круговое, циркуляционное движение, которое сложится с бесциркуляционным обтеканием цилиндра и даст картину, напоминающую рассматриваемое теоретическое обтекание; основное отличие между теоретическим и действительным обтеканием произойдет из-за отрыва жидкости от поверхности, а также за счет возникновения поперечных, перпендикулярных к плоскости
Предыдущая << 1 .. 81 82 83 84 85 86 < 87 > 88 89 90 91 92 93 .. 231 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed