Газодинамический расчет пограничного слоя на плоской пластине, обтекаемой потоком вязкого газа

Содержание

Слайд 2

Цель работы : определение распределения продольных составляющих скорости по толщине пограничного

Цель работы : определение распределения продольных составляющих скорости по толщине пограничного

слоя; изучение методики решения интегрального соотношения пограничного слоя плоской пластины; определение толщины
пограничного слоя по длине пластины; построение графика изменения толщины пограничного слоя по длине пластины; определение напряжения трения на стенке, а также полной силы трения.

Содержание и цель

Слайд 3

ПРАНДТЛЬ Людвиг (4.2.1875 — 15.8.1953) - немецкий учёный в области механики,

ПРАНДТЛЬ Людвиг (4.2.1875 — 15.8.1953) - немецкий учёный в области механики, один

из основателей экспериментальной аэродинамики. Создал теорию самолётного крыла конечного размаха, разработал методы упрощённого решения соответствующих уравнений, исследовал крыло с наивыгоднейшим распределением циркуляций, рассмотрел случай нестационарного решения (совместно с Бирнбаумом), ввёл чёткое понятие индуцированного сопротивления, дал формулу для его определения и т.д. Изучал турбулентное течение в трубах, турбулентность свободной атмосферы, переход от ламинарного течения к турбулентному, исследовал сверхзвуковое истечение газов и паров под давлением и разработал линеаризованную теорию крыла в дозвуковом потоке сжимаемого газа.

Введение

Слайд 4

Пограничный слой, тонкая область течения вязкой жидкости (газа), которая образуется у

Пограничный слой, тонкая область течения вязкой жидкости (газа), которая образуется у

поверхности обтекаемого ею твердого тела или на границе раздела двух потоков жидкости с различными скоростями, температурами или химическим составом. В пограничном слое скорость (температура, концентрация) резко изменяется; напр.: скорость жидкости от нуля на поверхности обтекаемого тела, к которой она прилипает, возрастает в результате внутреннего трения до скорости основного потока. При обтекании твердых тел поток сплошной среды, обладающий вязкостью, полностью останавливается на поверхности (стенке). (Гипотеза Прандтля о прилипании)

Рис. 1 Пограничный слой на плоской пластине

Слайд 5

Основная часть Исходными данными являются: Геометрические размеры плоской пластины – длина

Основная часть

Исходными данными являются:
Геометрические размеры плоской пластины – длина ? =

0,1м, ширина ? = 1м.
Скорость набегающего потока ?0 = 0,36 м/?.
Среда – воздух.
Плотность воздуха ρ=1,21 кг/м3
Коэффициент динамической вязкости ? = 1,8 ∙ 10−5.
Коэффициент кинематической вязкости ? = 1,5 ∙ 10−5 м2/с.

?? = 5,477

??
?

0

Слайд 6

Изменение толщины пограничного слоя по длине пластины ?? = 5,477 ?? ? 0 Х, м

Изменение толщины пограничного слоя по длине пластины

?? = 5,477

??
?

0

 

Х, м

Слайд 7

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОДОЛЬНЫХ СОСТАВЛЯЮЩИХ СКОРОСТИ ПО ТОЛЩИНЕ ПОГРАНИЧНОГО СЛОЯ ПРИ ? ̅=0,2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОДОЛЬНЫХ СОСТАВЛЯЮЩИХ СКОРОСТИ ПО
ТОЛЩИНЕ ПОГРАНИЧНОГО СЛОЯ ПРИ ? ̅=0,2 И

1,0

0

0,002

0,004

0,006

0,008

0,01

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

?_?=0,0049

? = 0,23

? = 0,31

? = 0,36

?=0,33

? = 0,28

?=0,21

? = 0,12

?_?=0,0112

? = 0,36

м

Y

X м

Слайд 8

0 ?? ?0 ? = 2? ; Напряжение трения на стенке

0

??

?0
? = 2? ;

Напряжение трения на стенке и полная сила трения

0

?тр = 0,73? ???

3?;
Слайд 9

Определение искомых величин при скоростях u′ = 0,8u0 u′′ = 1,3u0

Определение искомых величин при скоростях u′ = 0,8u0 u′′ = 1,3u0

?′

= 0,29

?′′ = 0,47

Слайд 10

Выводы Подводя итоги данной работы можно считать что было доказано: 1.Толщина

Выводы

Подводя итоги данной работы можно считать что было доказано:
1.Толщина пограничного слоя

увеличивается вдоль стенки пропорционально корню квадратному от x. Следовательно, верхняя граница пограничного слоя представляет собой параболу и точно также полная сила трения увеличивается прямо пропорционально корню от x.
2.Напряжение трения в стенке ?0 уменьшается с увеличением толщины пограничного слоя ??.