35.Особенности формирования динамического пограничного слоя во внешних задачах

У передней кромки профиль скоростей равномерный (в каждой точке пространства над пластиной в этом поперечном сечении скорость везде одинакова и равна скорости w_ набегающего потока)

«Гипотеза прилипания»: ближайшие к поверхности тела молекулы жидкости (газа) прилипают к ней, их скорость становится равной нулю. Межмолекулярные силы влияют на то, что более удаленные от поверхности слои потока испытывают тормозящее действие с ее стороны, так что их скорость и становится меньшей, чем w_ .

Чем дальше находится сечение потока от передней кромки, тем глубже в поток проникает тормозящее действие стенки и тем больше становится толщина динамического пограничного слоя . Под величиной  понимается такое расстояние по нормали к точке на обтекаемой поверхности, на котором скорость w мало отличается от скорости невозмущенной части течения w_

Во внешней задаче нет принципиальных ограничений на величину , она может стать сколь угодно большой.

Внешнего обтекания пластины потоком жидкости (газа): начиная от передней кромки, сначала формируется ламинарный п.с., который затем, ниже по течению, становится неустойчивым. При этом движение в п.с., начиная с расстояния от передней кромки, равного , представляет собой чередующиеся во времени и в пространстве ламинарное и турбулентное течения (переходная область течения). За ней течение на пластине становится турбулентным

36.Особенности формирования динамического пограничного слоя во внутренней задаче

Формирование динамического п.с. в круглой трубе: во входном сечении трубы профиль скоростей равномерный (в этом сечении скорость везде одинакова и равна среднерасходной скорости w_0). Чем дальше отстоит сечение потока от входного, тем глубже в поток проникает тормозящее действие стенки и тем большей становится толщина динамического пограничного слоя . Скорость w_0,1 > w₀, так как расход жидкости или газа через трубу неизменен в любом сечении. На расстоянии от входа, равном , пограничный слой смыкается на оси трубы (толщина становится равной ее радиусу  = d/2). Дальнейшее увеличение  невозможно. На расстоянии сформировался стабилизированный профиль скорости в потоке, который не изменяется в более удаленных от входа в трубу сечениях.

Во внутренней задаче есть предел увеличению толщины динамического п.с.  – он равен радиусу трубы. Вследствие этого имеет место явление гидродинамической стабилизации течения.

Детальная картина течения в канале зависит от величины критерия Рейнольдса, определяемого по формуле

в которой d_Э – эквивалентный диаметр поперечного сечения канала, вычисляемый как

(2.34)

где f и P – площадь поперечного сечения канала и его смоченный периметр.

Для технически гладких труб при Re < 2320 имеет место ламинарное течение в трубе, а при Re > 10⁴ – турбулентный режим. В диапазоне 2320 < Re < 10⁴ режим течения является переходным, в котором чередуются указанные выше ламинарное и турбулентное течения.