 |
АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция
Пограничный слой на плоской пластине. Сопротивление трения пластины
Рассмотрим обтекание тонкой плоской пластины, ориентированной вдоль потока (рис.23). Характер распределения касательных напряжений вдоль стенки пластины t0, полученный из теории пограничного слоя, показан на рис.24. Из графика видно, что теоретический расчет дает бесконечно большие значения t0 при x= 0, то есть на носике пластины, чего не может быть физически. На конце пластины, при x=L, t0 – величина конечная, что также не физично, так как не может быть скачка касательных напряжений при переходе с кормовой кромки пластины в жидкость, где t0= 0. Приведенный график свидетельствует о том, что теория пограничного слоя допускает ошибку в оценке t0 на носовой и кормовой кромках пластины. В остальной части пластины теоретическое распределение t0, приведенное на рис.24, хорошо согласуется с экспериментальными данными и показывает, что касательные напряжения, а значит, и сопротивление трения в носовой части пластины (и тела) больше, чем в кормовой.
Для ламинарного пограничного слоя теоретически получено точное решение для коэффициента сопротивления трения плоской пластины, которое имеет вид
. (5.28)
Для турбулентного пограничного слоя нет точного решения, а существующие эмпирические и полуэмпирические зависимости не являются универсальными. В судостроительной практике часто используется так называемая формула Прандтля-Шлихтинга для коэффициента сопротивления трения пластины в турбулентном пограничном слое:
. (5.29)
Сопротивление трения плоской пластины при турбулентном пограничном слое значительно больше, чем при ламинарном.
Что касается влияния шероховатости пластины на сопротивление трения, то оно аналогично тому, которое было рассмотрено в [1] при движении жидкости в трубах. Однако в случае обтекания пластин турбулентным пограничным слоем понятия технически гладкой пластины и шероховатой пластины несколько условны. Это связано с тем, что толщина ламинарного подслоя dл на пластине растет вдоль пластины от нуля на носу до конечной величины в корме. Поэтому, как бы ни была мала шероховатость пластины, бугорки 
шероховатости в носовой ее части всегда выступают из ламинарного подслоя (рис.25), в связи с чем носовая часть всегда шероховатая. Значит, для оценки степени влияния шероховатости пластины на е сопротивление трения следует учитывать, какая часть пластины обтекается как шероховатая, и какая – как гладкая поверхность. Можно считать, что при 
пластина технически гладкая. В последней формуле k – среднее значение бугорков шероховатости на пластине.
Поиск по сайту: