27. Давление ветра на здание и сооружение.

Давление ветра на сооружения, а также распределение этого давления по контуру здания необходимо учитывать при проектировании сооружений в районах, где действуют ветры значительной силы. В большинстве случаев сооружения настолько молообтекаемы, что коэф-нт сопротивления их зависит только от формы и расположения и практически не зависит от числа Рейнольдса. При этом форма зданий и их расположения по отношению к переменному направлению ветра обычно так сложны и не симметричны, что аналогичное определение распределения давления становится невозможной. В этих случаях приходится переходить к продувке моделей сооружений в аэродинамической трубе или буксировке их в гидравлическом бассейне. Скорость ветра растет с удалением от пов-ти земли по степенному закону: , - скорость ветра на достаточно большом расстоянии Н от пов-ти Земли. - скорость ветра на расстоянии у от пов-ти Земли. Для уменьшения давления ветра следует по возможности уменьшать площадь сечения сооружения в перпендикулярном направлении господствующих ветров и придавать сооружениям возможно более обтекаемые формы. Давление ветра на единицу площади и сооружения на здания и сооружения обычно выражают через скоростной напор свободного ветрового потока в виде: , - аэродинамический коэффициент, - скорость ветра на достаточном удалении от сооружения. В случае повышенного избыточного давления ветра на пов-сть сооружения, аэр. коэф. К_в>0, в случае разряжения K_в>0. Схематическое распределение аэродинам. коэф. по контуру здания представлено на рисунке.

Повышенное давление возникает на той стороне здания на которой набегает ветровой поток. На наветреной стороне здания =0,5-0,8; на заветренной торцевой стороне: =0,2-0,3.

28. Сопротивление трение. Пограничный слой.

При определении величины сопротивления трения формула записывается в виде. , ω – обтекаемая пов-ть тела. - коэф-нт сопротивления трения. - скорость вдали от тела. Этот вид сопротивления можно наблюдать в чистом виде при обтекании пластинки установленной вдоль течения.(1- ламинарный слой, 2- турбулентный пограничный слой). При этом нет отрыва струи, но вдоль пластинки возникает т.н. пограничный слой жидкости, поперечные размеры которого увеличены вниз по течению. Вне этого слоя скорость потока такова как и при отсутствии пластинки, т.е. влияние сил вязкости здесь пренебрежимо мало. Наоборот – в пределах пограничного слоя силы вязкости оказываются существенные также как и силы инерции. Пограничный слой начинается у обтекания тела распространяется по всей его пов-ти, при этом постепенно расширяется. практически за толщину слоя принимают то расстояние от пластинки, где скорость отличается не более чем на 1% от скорости невозмущенного потока .Пограничный слой может быть ламинарным и турбулентным. От состояния пограничного слоя зависит в значительной мере величина сопротивления трения. Обычно в пределах части пластины пограничный слой имеет ламинарный характер; с увеличением его толщины он теряет устойчивость и переходит в турбулентный пограничный слой. Состояние пограничного слоя зависит главным образом от числа рейнольдса, характеризующего движение в этом слое. Число Re записывается в виде: , где l – длина пластины. Для плоской пластинки ламинарный пограничный слой переходит в турбулентный при Re_крит= =485000, где х_{критиеское}- длина переднего ребра пластинки до конца ламинарной части пограничного слоя. Если длина пластинки L<X_крит, то весь пограничный слой будет ламинарным. Если длина пластинки L>X_крит, то часть пограничного слоя будет ламинарной, а часть-турбулентной.

29 Сопротивление пластинки в потоке при продольном ее обтекании при ламинарном(турбулентном) режиме. При определении величины сопротивления трения формула записывается в виде. , ω – обтекаемая пов-ть тела. - коэф-нт сопротивления трения. Этот вид сопротивления можно наблюдать в чистом виде при обтекании пластинки установленной вдоль течения.

При этом нет отрыва струи, но вдоль пластинки возникает т.н. пограничный слой жидкости, поперечные размеры которого увеличены вниз по течению. Вне этого слоя скорость потока такова как и при отсутствии пластинки. Наоборот – в пределах пограничного слоя силы вязкости оказываются существенные также как и силы инерции. Пограничный слой начинается у передней точки обтекания тела распространяется по всей ее пов-ти и постепенно расширяется. практическую толщину слоя принимают равной где скорость отличается не более чем на 1% от скорости невозмущенного потока .

Пограничный слой может быть ламинарным и турбулентным. От состояния пограничного слоя зависит в значительной мере величина сопротивления. Обычно в передней части пластины пограничный слой имеет ламинарный характер с увеличением его толщины он теряет устойчивость и переходит в турбулентный состоящий из пограничного слоя(ламинарный и турбулентные режимы зависят от числа рейнольдса). Число Re записывается в виде: l – длина пластины. Для плоской пластинки ламинарный пограничный слой переходит в турбулентный Re=485000, где х_{критиеское} длина переднего ребра пластинки до конца ламинарной части пластинки.