Распределение давления по поверхности обтекаемого тела.
Сопротивление давления
Распределение давления вокруг обтекаемого тела связано с изменением скорости набегающего потока вблизи тела. Простейший пример – обтекание круглого бесконечного цилиндра.
В лобовой и кормовой частях U↓↓ (до О в т.т. А и В)→ р↑ (положительная сила давления: скорость меньше, чем в набегающем потоке → давление больше) в т.т.С и D скорость больше скорости набегающего потока → давление меньше.
 |
здесь Rе – по скорости набегающего потока
и D цилиндра:
♦ При безотрывном обтекании сопротивление давления ≡ 0 (симметрия потока → симметрия эпюры давления).
♦ При увеличении U∞ точка отрыва пограничного слоя смещается ближе к кормовой части
♦ Поскольку приходится иметь дело с обтеканием тел разного размера, используют понятие коэффициента давления
,
где Ризб – избыточное давление в данной точке обтекаемого тела
Используется также понятие аэродинамического коэффициента
,
где рман = р – рат – манометрическое давление.
Пример:
Распределение Ка при обтекании
|
|
|
одиночного здания с двускатной
крышей
Ка = (0,5…0,8) Ка = – (0,2…0,3)
Сила лобового сопротивления рассчитывается по формуле Ньютона:
,
где Сх – коэффициент лобового сопротивления, зависит от числа Rе и, в меньшей степени, от степени турбулентности набегающего потока; Ω – площадь проекции тела на плоскость, перпендикулярную набегающему потоку.
Пример:
 |
1 – Шар
2 – цилиндр
3 – диск (поперек потока)
Резкое уменьшение Сx при Re ≈ 105 для шара – “кризис сопротивления”, который связан с переходом ламинарного пограничного слоя в турбулентный (полностью)
♦ При увеличении Rе набегающего потока доля сопротивления трения уменьшается, а сопротивление давления растет.
Осаждение (всплывание) твердых частиц в жидкости
Практические приложения: расчет отстойников, песколовок и др.
Рассмотрим осаждение твердой частицы в неограниченном объеме вязкой жидкости.
|
|
|
 |
Уравнение ее движения:
,
где G – сила тяжести; Fа – архимедова сила; Fc – сила лобового сопротивления. 
только на “разгонном” участке, а он обычно мал, поэтому можно считать, что G = Fa + Fc.
Для сферической частицы диаметром d:
,
где ρж – плотность жидкости. Отсюда скорость осаждения U :
,
где СF = f(Re) = f (U).
Существует точное решение (решение Стокса) для очень малых частиц (Rе < 1):
Запишем уравнение движения в безразмерном виде:
или:
или 
,
где Ar –критерий Архимеда
Поскольку СF = f(Re), то это уравнение можно представить в виде Re = f(Ar) и исследовать эту зависимость экспериментально.
Эксперимент: Дано d, → вычисляем Ar, измеряем U→ вычисляем Re и строим график:.
 |
Расчет U:
Если известно d → вычисляем Ar → по графику находим Re → вычисляем U.
Дата добавления: 2019-09-02; просмотров: 1433; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!