Альбом течений жидкости и газа - Ван-Дайк М.
Скачать (прямая ссылка):
исключить необходимость турбулентной диссипации энергии. Волновая бора, показанная на снимке, сфотографирована на реке Северн у Минстер-уорта. Глубина воды в середине реки (левая часть снимка) составляет около 2 м, а вблизи банки (справа) - мелководье. Фото D. Н. Peregrine
118
201. Конфигурация волн, создаваемая кораблем.
Снимок, сделанный с воздуха непосредственно над кораблем, показывает не только носовую волну и турбулентный след, но и асимптотическую структуру, теоретически установленную в 1887 г. Кельвином. В согласии с теорией волновая область
ограничена углом 19,5° с каждой стороны от направления движения корабля, причем виртуальная вершина этого угла смещена приблизительно на одну длину корпуса перед носом корабля. [Newman, 1970]
119
8. Свободная конвекция
202. Охлаждение цилиндра в потоке. Интерферометр Маха-Цендера демонстрирует изотермы в сравнительно толстом тепловом пограничном слое при числе Рейнольдса 120, а также отрывный ламинарный след. Нагретый медный цилиндр диа-
метром 1 дюйм пересекает вполне развитое ламинарное течение воздуха в прямоугольном канале. Асимметрия в вертикальном направлении получается из-за свободной конвекции. [Eckert, Soehn-gen, 1952]
120
203. Плоский конвективный факел, поднимающийся от нагретой горизонтальной проволоки. Тонкая проволока длиной 6 дюймов нагревается электрическим током в атмосферном воздухе. Каждая полоса на этой ин-терферограмме соответствует перепаду температур 4,4°С. Проволочки отсчетной координатной сетки образуют прямоугольники 1 /2 на 1 /4 дюйма. В хорошем согласии с автомодельными решениями уравнений пограничного слоя ширина факела растет пропорционально высоте в степени 2/5. [Gebhart, Pera, Schorr, 1970]
204. Свободная конвекция от вертикальной пластинки. Пластинка была равномерно нагрета в воздухе; это создает установившееся ламинарное течение. Интерферограмма демонстрирует линии постоянной плотности, которые являются также и изотермами, поскольку давление остается почти постоянным. Число Грасгофа равно приблизительно 5 млн. на расстоянии 0,1 м от нижнего края пластинки, так что тепловой пограничный слой оказывается сравнительно толстым. [Eckert, Soehngen, 1948]
205. Свободная конвекция от вертикально расположенной фольги. Туго натянутая металлическая фольга подвергается электронагреву в атмосфере азота при давлении 17 атм. Число Грасгофа возникающего потока равно 5 -10*1 в верхней части снимка, на расстоянии 19 см от нижнего края. При помощи системы линз тонкий ламинарный тепловой пограничный слой шестикратно увеличен по толщине. При выполняющемся здесь условии равномерного по поверхности теплового потока толщина пограничного слоя растет пропорционально высоте в степени 1/5. [Gebhart, 1971]
122
206. Свободная конвекция от горизонтального цилиндра. Круговой цилиндр диаметром 6 см и длиной 60 см равномерно нагрет до температуры, превышающей температуру окружающего воздуха на 9°С, что дает число Грасгофа, равное 30000. Интерферограмма демонстрирует тепловые пограничные слои, сливающиеся сверху и создающие стационарный ламинарный факел, аналогичный показанному на фото 203. Фото U. Grigull, W. Hauf
207. Пограничные слои, образующиеся при нагревании и сливающиеся в верхней части цилиндра. Частицы пластика, освещаемые в воде, демонстрируют структуру линий тока в условиях, когда ламинарные свободно-конвективные пограничные слои с обеих сторон цилиндра соединяются и образуют факел. Отрыва в потоке, по-видимому, не происходит. [Pera, Gebhart, 1972]
123
208. Линии тока в конвективном движении между соосными цилиндрами.
Дым от сигареты демонстрирует структуру вполне развитого ламинарного течения в воздухе при атмосферном давлении. Диаметр внешнего цилиндра в три раза больше диаметра внутреннего, причем внешний цилиндр холоднее внутреннего на 14,5°С, что дает число Грасгофа, рассчитанное по ширине зазора, равное 120000. [Grigull, Hauf, 1966]
209. Изотермы в конвективном движении между соосными цилиндрами.
Интерферограмма демонстрирует распределение температуры почти при тех же условиях, что и на предыдущем снимке: отношение диаметров 3,14, разность температур 13°С, число Грасгофа 122000. На обоих снимках видна область почти неподвижной жидкости под внутренним цилиндром. [Grigull, Hauf, 1966]
210. Тепловой пограничный слой под горизонтальной пластинкой. Лазерная голографическая интерферограмма дает картину изотерм в воздухе, ос-редненную по глубине 30 см, под левой половиной нагретой прямоугольной алюминиевой пластинки шириной 10 см и толщиной 1 см. Край пластинки
располагается непосредственно над конфигурацией маленьких концентрических дифракционных колец, расположенной внизу слева и образованной частичкой пыли. Число Грасгофа, рассчитанное по ширине, равно 3,3 млн., а разность температур составляет 2,6°С на полосу. [Hatfield, Edwards, 1981]
211. Свободная конвекция от трех горизонтальных цилиндров. Интерферограмма демонстрирует ламинарные конвективные факелы в воздухе, отходящие от каждого из двух нагретых цилиндров и обволакивающие тепловой пограничный слой третьего цилиндра, расположенного выше. [Eckert, Soehngen, 1948]
