Тиск - упоперек прикордонний шар - Велика Енциклопедія
Тиск - упоперек прикордонний шар
Тиск упоперек прикордонного шару не змінюється, тому поблизу стінки з'являється сила, спрямована проти течії, що призводить до відриву прикордонного шару. [1]
Тиск упоперек прикордонного шару не змінюється. [2]
Як випливає із співвідношення (20), тиск упоперек прикордонного шару залишається постійним. Тому поздовжні градієнти тиску в прикордонному шарі та зовнішньому потоці збігаються. [3]
Поперечна сила в стаціонарних умовах не виникає, оскільки тиск упоперек прикордонного шару однаковий. [4]
Помічаючи, що поза прикордонним шаром потік потенційний, а тиск упоперек прикордонного шару не змінюється, отримаємо для всіх точок шару відоме ізентропічне (гл. [5]
Як правило, другим членом у формулі (3.6.18) при розгляді процесів у прикордонних шарах нехтують порівняно з першим, оскільки при перебігу газів у прикордонних шарах тиск упоперек прикордонного шару змінюється незначно. [6]
Про відомі; 6 -характеристичне розгояїї (товщина прикордонного шару в напрямку осі у), на якому параметри перебігу зазнають помітну зміну (товщина прикордонного шару), мало в порівнянні з характеристичною довжиною 1Х, на якій властивості потоку помітно змінюються в напрямку осі х дійсності, як показав Прандтль ( 40 ], Про ( I / Re) ], де Re - число Рейнольдса для натікаючого газового потоку; всі компоненти газової суміші поводяться як досконалі гази; течія встановилася; є плоским, ефектами термобародифузії, оскільки вони значно менші за масову дифузію, можна знехтувати, газова суміш в основномускладається з частинок тільки двох сортів - легких і важких, так що для обліку дифузійних потоків всіх компонентів використовується один і той же коефіцієнт бінарної дифузії (Ді); потік масової дифузії обчислюється виходячи з закону Фіка; фундаментальна система рівнянь складається з рівнянь збереження маси окремих компонентів газової суміші, рівняння нерозривності, рівнянь збереження імпульсу, енергії та рівняння стану газової суміші; відносне зміна тиску впоперек прикордонного шару мало (по порядку величини не перевищує бзДе); всередині прикордонного шару тиск залежить тільки від х, а градієнт тиску всередині прикордонного шару виявляється таким же і в потоці, що натікає; при обтіканні плоскої пластинки можна знехтувати величиною похідного тиску по координаті х (dP/dx), через малу швидкість течії можна знехтувати кінетичною енергією. [7]
Ці рівняння виведені при звичайних припущеннях про течію рідини з постійними фізичними властивостями, про справедливість наближень Буссинеска та зневагу силами стиснення, дисипацією та об'ємним тепловиділенням у рівнянні енергії. Зміна тиску впоперек прикордонного шару не входить до рівнянь, оскільки не враховується сила Вп; виключено також рівняння балансу сил та кількості руху у напрямку нормалі до поверхні. Крім того, передбачається, що товщина прикордонного шару мала в порівнянні з місцевим радіусом кривизни поверхні (розд. Наприклад, при великих прикордонний шар може бути досить товстим, і в рівняннях руху та енергії необхідно враховувати вплив кривизни та нормальної складової сили, що виштовхує. Такий випадок обговорюється у розд.[8]
Ці рівняння виведені при звичайних припущеннях про течію рідини з постійними фізичними властивостями,справедливості наближень Буссінеска та у зневагі силами стиснення, дисипацією та об'ємним тепловиділенням у рівнянні енергії. Зміна тиску впоперек прикордонного шару: не входить у рівняння, тому що не враховується сила - Вп; виключено також рівняння балансу сил та кількості руху у напрямку нормалі до поверхні. Наприклад, при великих прикордонний шар може бути досить товстим, і в рівняннях руху та енергії необхідно враховувати вплив кривизни та нормальної складової сили, що виштовхує. Такий випадок обговорюється в розд. [9]
Оцінимо тепер силу різниці тисків/дав, також віднесену до одиниці об'єму рідини. Зміни тиску впоперек прикордонного шару малі, та й взагалі не відіграють ролі в питанні - нас цікавить тільки градієнт тиску в напрямку потоку. Значить, по порядку величини сила /дав буде /дав - р і 2//, де / - характерний лінійний розмір обтічного тіла. [10]
Оцінимо тепер силу різниці тисків/дав, також віднесену до одиниці об'єму рідини. Зміни тиску впоперек прикордонного шару малі, та й взагалі не грають ролі в питанні, - нас цікавить тільки градієнт тиску в напрямку потоку. Значить, по порядку величини сила / давши Р 2 / гДе I - характерний лінійний розмір обтіканого тіла. [11]
З другого рівняння (6.36) випливає, що в межах прикордонного шару тиск р не змінюється у поперечному напрямку. Цей висновок має важливе значення, оскільки дозволяє знаходити розподіл тиску вздовж осі x за допомогою рівняння Ейлера для ідеальної рідини. Крім того, умова сталості тиску поперек прикордонного шару дозволяє оцінювати тиск у незбуреній частині потоку (на верхній межі прикордонного шару) за вимірюваннями цього тиску безпосередньо наобтічної поверхні. [12]
Хоча рівняння прикордонного шару значно простіше рівнянь Навье - Стокса, все ж таки в математичному відношенні вони залишаються настільки важкими, що щодо їхніх рішень можна зробити лише кілька загальних висновків. Необхідно передусім зазначити, що рівняння Навье - Стокса щодо координат рівняннями еліптичного типу р тоді як рівняння Прандтля для прикордонного шару належать до параболическому типу. Спрощують припущення, покладені в основу виведення рівнянь прикордонного шару, призвели до того, що стало можливим приймати тиск поперек прикордонного шару постійним, а тиск уздовж стінки вважати збігається з тиском зовнішньої течії і тому розглядати його як задану функцію. Ці обставини зробили непотрібним рівняння руху в напрямку, перпендикулярному до стінки, що з фізичної точки зору можна витлумачити наступним чином: частинки рідини при своєму русі поперек прикордонного шару не мають маси і не відчувають уповільнення внаслідок тертя. Очевидно, що при такій глибокій зміні рівнянь руху слід очікувати, що їх рішення можуть мати деякі особливі математичні властивості і, навпаки, не можна очікувати, щоб результати обчислень у всіх випадках збігалися з результатами спостереження дійсних течій. [13]
Так як перебіг у прикордонному шарі, принаймні поблизу стінки, зрозуміло, дозвукове, ударна хвиля не може простягатися крізь увесь прикордонний шар і закінчуватися на стінці. Далі, якщо ударна хвиля закінчується всередині прикордонного шару, то умови, які тут мають місце, повинні суперечити припущенням, прийнятим у теорії прикордонного шару. Стрибок тиску в ударній хвилі повинен створити неймовірне підвищення тиску вдозвукової частини прикордонного шару Тиск упоперек прикордонного шару не залишатиметься більшим і, отже, звичайна теорія прикордонного шару навряд чи може бути застосована. Велике зростання тиску може викликати відрив потоку, і цей відрив взагалі надаватиме зворотний вплив на величину і напрям ударної хвилі. [14]