Файл: Кутателадзе, С. С. Пристенная турбулентность.pdf

Для несомкнувшихся пограничных слоев в канале и по­ граничного слоя на теле, обтекаемом неограниченным пото­ ком, обе эти записи критерия равнозначны. Однако для ста­ ционарного течения несжимаемой жидкости в канале со слив­

В общем случае различают конфузорное течение, когда < 0, и диффузорное, когда ^ >0 . При конфузорном тече­ нии поток разгоняется вдоль контура тела вниз по течению и пограничный слой всегда устойчив в том смысле, что не может оторваться от стенки. При диффузорном течении по­ ток замедляется, давление возрастает вниз по течению и его действие направлено навстречу движению в пограничном

слое.

Вне пограничного слоя изменение статического давления полностью компенсируется изменением динамического напора потока в соответствии с (6.1.2). Внутри же пограничного слоя это равновесие в значительной степени нарушается под влия­ нием трения, вызывающего торможение течения в окрестно­ сти стенки. Таким образом, в диффузорном пограничном слое

-86

может возникнуть ситуация, при которой будет существовать неравенство

В этих условиях запас кинетической энергии потока в по­ граничном слое оказывается недостаточным для преодоления тормозящего действия поля давления и возможна полная остановка, а затем и обращение течения в окрестности стен­ ки. Это явление называется отрывом пограничного слоя. За точкой отрыва возникает вихревое движение, сопровождаю­ щееся резким возрастанием общего гидродинамического со­ противления. Схематически деформация профиля скорости в области диффузорного течения показана на рис. 6.1.

Рис. 6.1. Схема деформации профиля скорости при течении пограничного слоя с положитель­ ным градиентом давления.

Поскольку отрыв пограничного слоя характеризуется обра­ щением течения там, где поток наиболее заторможен, т. е. около стенки, то точка отрыва может быть определена усло­ виями:

Реально отрыв пограничного слоя происходит в некоторой охваченной пульсациями области Ах.

При течении в криволинейном канале с несомкнувшимися

цией канала с учетом толщины вытеснения линий тока под влиянием вязкого трения.

а другая криволинейной, которая и вызывает изменение ско­

87

близко к действительному в области #<Cö, получим следую­ щие распределения скоростей в потоке несжимаемой жидко­

CÛ1 = =JU—относительная скорость на этой границе.

88

Таким образом, профиль скоростей в сечении отрыва по­ граничного слоя с исчезающей вязкостью не заполнен пол­ ностью, как при течении без градиента максимальной скоро­ сти. Более того, предельная заполненность отрывного профи­ ля скоростей значительно меньше, чем в безградиентном те­

лентного пограничного слоя является величина f, а не формпараметр Бури — Лойцянского

критическое значение которого в первом приближении посто­ янно при ламинарном пограничном слое, но переменно притурбулентном течении:

На рис. 6.2 сопоставляется предельный отрывной профиль (6.2.8) с рядом экспериментальных данных. Отчетливо видна консервативность этого профиля по отношению к числу Рей­ нольдса, что весьма важно, поскольку турбулентный профиль

89