Обтекаемой поверхности

Геометрическое подобие обтекаемых поверхностей для одного и того же насоса при различных числах оборотов решается весьма просто, так как масштабный Коэфициент X = 1. Опыт показывает, что в широких границах изменения числа Рейнольдса отношение объёмных и гидравлических к. п. д. остаётся неизменным, и уравнения (24) и (26) принимают вид:

Измерение статического давления в потоке влажного пара не вызывает особых трудностей. Все известные конструкции зондов статического давления могут быть использованы для измерений, так же как и метод дренирования обтекаемых поверхностей. Однако наиболее удачной оказалась коробчатая конструкция зонда статического давления (рис. 2.27,5). Такой зонд имеет малые габариты и достаточные проходные сечения приемника. Для определения направления скорости в точке используются обычные пневмометрические угломерные зонды .различных конструкций. Однако, как показал опыт, применение пневмометриче-ских угломеров вызывает значительные трудности, связанные с образованием; жидких пробок в соединительных коммуникациях. Перспективно применение флажковых угломеров, объединенных с коробчатым зондом статического давления (рис. 2.27, е). Внутри цилиндрического корпуса 4 с обтекателем 3 установлена в двух подшипниках 10 и И полая трубка 5, на конце которой укреплен флажок 2. На боковых поверхностях полого флажка выполнены щели 1, воспринимающие статическое давление потока. На другом конце трубки 5 укреплен' указатель угла 9 и диск 7, помещенный в неподвижный корпус 6 масляного-демпфера. На корпусе расположена шкала для отсчета угла потока. Через штуцер 8 статическое ' давление передается к измерительному прибору. Проверка показала, что при тщательном изготовлении зонда погрешность в определении угла и статического давления невелика.

Попытки создать гидропаровой турбинный двигатель до сих пор шли в направлении использования лопастных машин. Но характер движения двухфазного потока в криволинейных каналах таких машин вызывает необратимые потери и порождает износ обтекаемых поверхностей.

В обобщенной обработке экспериментальных данных и составлении расчетных формул для гладкотрубных поперечно-обтекаемых поверхностей нагрева участвовали по теплоотдаче Э. С. Карасина, по> аэродинамическому сопротивлению А. 3. Щербаков и Е. Я. Титова.

Учитывая все это, в котельном отделении ВТИ было поставлено лабораторное исследование процесса загрязнения трубчатых поперечно-обтекаемых поверхностей, имеющее целью выяснить основные закономерности этого 'процесса, установить методику расчета, выявить профиль поверхности нагрева, наименее подверженный загрязнению, и дать рекомендации по устройству самообдувающихся конвективных поверхностей котельных агрегатов [Л. 7].

При составлении совместно ВТИ и ЦКТИ нового нормативного метода теплового расчета котельных агрегатов [Л. 53] в отличие от преды-дующих норм, ВТИ и ЦКТИ был принят изложенный выше способ учета влияния температурных условий на коэффициент теплоотдачи поперечно-обтекаемых поверхностей нагрева, согласно которому физические константы при определении критериев подобия Nu и Re относятся к температуре потока.

отдельно влекомые потоком твердые частицы царапают поверхность элементов проточной части гидромашины в результате трения, возникающего под действием прижимающего усилия при движении частицы вдоль направляющей поток поверхности. Величина этого прижимающего усилия определяется гидродинамическими характеристиками потока и взаимодействием между твердыми частицами. Однако, принимая во внимание турбулентность потока и неровность обтекаемых поверхностей, такое предположение выглядит мало вероятным.

Расчет сопротивления тела при безотрывном обтекании сводится к установлению распределения сил трения вдоль обтекаемых поверхностей тела, а следовательно, к расчету пограничного слоя.

Коэффициент использования поверхности нагрева в процессе теплообмена С, для ширм принимается по рис. 1.42, а для поперечно обтекаемых поверхностей ? = 1. Значение углового коэффициента для ширмлГр, принимается по кривой 5 рис. 1.38.

Примечание. Приведенные данные по \/ для мазута справедливы при о,. < 1,03, при работе котлов с сц. > 1,03 значение ч/ для всех поверхностей уменьшается на 0,05; при сжигании газа после мазута без остановки котла на очистку значение у увеличивается на 0,05 по сравнению с данными по мазуту; при сжигании смеси топлив \/ принимается по более загрязняющему топливу. лоносителю рассчитывают по табл. 1 .49, а излучением ал — по табл. 1.50. Коэффициент использования поверхности нагрева в процессе теплообмена ? для ширм принимается по рис. 1.42, а для поперечно обтекаемых поверхностей ? = 1 . Значение углового коэффициента для ширм xpj принимается по кривой 5 рис. 1.38. Значения коэффициента кинематической вязкости v, м /с, теплопроводности Я, Вт/(м • К), критерия Прандтля Рг определяют при средних темпе-

УПРАВЛЕНИЕ ПОГРАНИЧНЫМ СЛОЕМ - воздействие на пограничный слой с целью ослабления или предотвращения срыва потока на обтекаемой поверхности, уменьшения теплопередачи при больших сверхзвук, скоростях потока. Управление осуществляется изменением формы обтекаемой поверхности, использованием энергии осн. потока для увеличения энергии частиц воздуха в пограничном слое, изменением состояния пограничного слоя (вдув в него газа с др. физ. свойствами, охлаждение поверхности и др.) и т.д. В авиации наибольшее практич. применение получила система сдува пограничного слоя (чаще всего на закрылках и носке крыла) струёй воздуха, отбираемого от компрессора двигателя ЛА.

измерений показывают, что относительная толщина пограничного слоя 8// уменьшается с увеличением скорости потока, протяженности обтекаемой поверхности и уменьшением вязкости жидкости. Поэтому при больших Re = = wxl/v 6
где ы — компонента скорости, параллельная обтекаемой поверхности; v — компонента скорости, перпендикулярной к обтекаемой поверхности; х — координата вдоль поверхности; у — координата, нормальная к поверхности; v — коэффициент кинематической вязкости.

случае связано с непосредственным воздействием на поверхность тела пульсаций поля давлений, вызванных пульсацией скоростей турбулентного пограничного слоя. Величина квадрата среднеквадратичного давления, пропорциональная интенсивности вибрации, зависит в четвертой степени от скорости потока, т. е. амплитуда пульсаций давления определяется динамическим напором. Спектр вибрации обтекаемой поверхности аналогичен спектру пульсаций давления на стенке. На рис. IV.5 показан безразмерный спектр мощности пульсационного давления, действующего на стенку [23]. Здесь Е (со) — спектральная плотность среднего квадрата пульсационного давления; q—динамический напор; б* — толщина вытеснения; v — скорость потока; о> — частота. Турбулентные пульсации давления, как гидродинамические источники вибрации, в лопастных машинах имеют второстепенное значение.

а) условие "прилипания" в виде равенства нулю скорости вязкой жидкости на неподвижной обтекаемой поверхности

В последние годы значительный интерес проявляется к проблемам, связанным с интенсивным вдувом, когда массовая скорость вдуваемого газа сравнима с удельным расходом газа в набегающем потоке (расходом газа набегающего потока, отнесенным к единице обтекаемой поверхности тела). Прежде всего это связано с тем, что при больших вду-вах происходит практически полное оттеснение внешнего потока от стенки. При этом пограничный слой можно считать состоящим из двух частей: внутреннего слоя с почти постоянными температурой и составом газа и внешнего, в котором температура и скорость увеличиваются, достигая соответствующих значений в невозмущенном потоке. Случай больших скоростей вдува интересен в связи с проблемой входа тел в атмосферы планет со скоростью, равной второй космической или превосходящей ее, при которой радиационные тепловые потоки к телу достигают значительных величин. 109

На работу патрубков наибольшее влияние оказывают скорости набегающего потока вблизи обтекаемой поверхности.

Часть общего сопротивления тела (сопротивление трения), коэффициент теплообмена между твердой поверхностью и обтекающей ее средой, температура обтекаемой поверхности теоретически вычисляются методами теории пограничного слоя. Для решения этих задач достаточно учесть вязкость и теплопроводность лишь в тонком слое, прилегающем к поверхности обтекаемого тела, где скорость и температура жидкости или газа быстро меняются. Этот тонкий слой называется пограничным слоем.

В ламинарном пограничном слое, в случае когда кривизна поверхности тела и ее изменения невелики, пренебрегают изменениями всех величин и их производных вдоль обтекаемой поверхности (по оси Ох) по сравнению с изменениями этих величин по толщине пограничного слоя (по оси Оу) за исключением давления.

За ось Ох принимается ось криволинейных координат вдоль обтекаемой поверхности (фиг. 21), а за ось Оу — нормаль в соответствующей точке к поверхности тела. Начало координат всегда берется

Эта зависимость строго применима для ст=1, постоянного давления вдоль обтекаемой поверхности и одинаковых граничных условий для vx п Tw — Т.