Zagadnienia z mechaniki płYNÓW


Przepływ laminarny, a turbulentny



Pobieranie 2.65 Mb.
Strona22/24
Data25.10.2017
Rozmiar2.65 Mb.
1   ...   16   17   18   19   20   21   22   23   24

25. Przepływ laminarny, a turbulentny.
Istnieją dwa jakościowo różne ruchy płynów lepkich:

- laminarny, w którym poszczególne warstwy płynów nie mieszają się ze sobą w sposób makroskopowo widoczny przesuwają się względem siebie na kształt niezależnych łusek (lamina - łuska)

- turbulentny, odznaczający się nie stacjonarnością i przypadkowością. Tory

poszczególnych elementów są różne, niepowtarzalne. Poszczególne warstwy płynu

mieszają się ustawicznie, a poszczególne elementy płynu wykazują obok ruchu głównego

również niestacjonarne ruchy w innych kierunkach.


Badania wyjaśniające naturę tych rodzajów przepływów przeprowadził w 1883 r. Osborne

Reynolds. Obserwował on zachowanie się zabarwionej strugi cieczy w strumieniu płynącym

ruchem jednostajnym w szklanej rurce. Przy bardzo małych prędkościach, barwnik układał się

w cienką linię, równoległą do osi przewodu, co oznacza, że wszystkie cząstki poruszały się po

prostych torach równoległych. Po przekroczeniu pewnej prędkości obraz gwałtownie się

zmieniał: zabarwiona struga pulsowała, rozpływała się i zaczynała szybko zanikać.

Dowodziło to pojawienia się dodatkowych ruchów poprzecznych, powodujących wymianę

cząstek między poszczególnymi strugami i mieszanie się obu cieczy. Tory cząstek stały się

przypadkowymi liniami łamanymi, różnymi dla każdej cząstki.

Reynolds ustalił, że zmiana charakteru przepływu zależy od wartości bezwymiarowej liczby

Reynolds'a (Re) Re=vl/v, gdzie v - prędkość przepływu, 1 - wymiar charakterystyczny

przepływu. Krytyczna liczba Reynolds'a odpowiada przejściu przepływu laminarnego w

turbulentny. Jej wartość zależy od kształtu wlotu do przewodu, stopnia gładkości ścian

przewodu, wstępnych zaburzeń mechanicznych cieczy, drgań przewodu itp. Przejściu

przepływu turbulentnego w laminarny towarzyszy mniejsza wartość liczby Reynolds'a, niż

przejściu z laminarnego w turbulentny. Dla 2300

laminarny albo turbulentny zależnie od pobocznych czynników zakłócających.


26. Turbulentna warstwa przyścienna.
W efekcie przepływów turbulentnych występuje oderwanie warstw, które stykają się z płynami. Turbulentna warstwa przejściowa ma małą skłonność do oderwania. Jeżeli oberwanie zachodzi, to punkt oderwania jest przesunięty bardziej do tyłu. Mniejsza skłonność do oderwania jest zrozumiała, gdyż w skutek prędkości pulsacyjnych następuje wymiana energii kinetycznej pomiędzy poszczególnymi elementami płynu w warstwie przyściennej. Rozkład prędkości w warstwie turbulentnej jest bardziej wypukły niż w warstwie laminarnej.

28. Charakterystyki geometryczne i aerodynamiczne profilu.
W
zór na siłę oporu ma postać:

Wzór ten w aerodynamice ma ogólniejsze znaczenie, tzn. określa on nie tylko siłę oporu lecz ogólnie każdą siłę oddziaływania płynu na ciało. Na siłę oporu składają się dwa czynniki:

-opór kształtu;

-opór tarcia.



Siła oporu jest bezpośrednio związana z lepkością płynu. Lepkość powoduje że na powierzchni opływanego ciała tworzy się warstwa przyścienna. Obejmuje ona jednak tylko część powierzchni opływowej, po czym odrywa się od niej w miejscu, w którym zachodzi gwałtowny wzrost ciśnienia. Powoduje to nie symetrie w rozkładzie ciśnień, co jest przyczyną powstania siły w kierunku przepływu – oporu kształtu. Tarcie płynu lepkiego bezpośrednio o powierzchnie opływową powoduje, iż oprócz oporu kształtu pojawia się opór tarcia nazywanym również oporem powierzchniowym. Współczynnik oporu tarcia zależy od lepkości płynu i chropowatości powierzchni, czyli od struktury warstwy przyściennej. Najmniejszy opór kształtu stawiają ciała smukłe, czyli takie, które mają tylną część uformowaną w sposób umożliwiający opływ bez oderwań warstwy przyściennej. Ciała o kształtach opływowych, jak skrzydła i kadłuby samolotów oraz statków, napotkają podczas ruchu głównie na opór tarcia.

29. Równanie Bernoulliego dla płynu doskonałego, rzeczywistego i gazów.
- dla cieczy doskonałej
- dla płynu doskonałego
grad p - dla płynów nieściśliwych
- dla gazów nieściśliwych
- dla gazów ściśliwych


Pobieranie 2.65 Mb.

Share with your friends:
1   ...   16   17   18   19   20   21   22   23   24




©operacji.org 2020
wyślij wiadomość

    Strona główna