71.Факторы, определяющие величину силы сопротивления давления.
При увеличении числа Rе, вычисленного по скорости набегающего потока, равнодействующая сил давления в лобовой и кормовой частях цилиндра увеличивается, что связано со смещением точки отрыва пограничного слоя ближе к кормовой области. Смещение точки отрыва объясняется переходом ламинарного пограничного слоя в турбулентный. В результате частицы жидкости, находящиеся вблизи твердой поверхности, приобретают дополнительную кинетическую энергию от невозмущенного потока, который помогает им дольше противостоять положительному градиенту давления.
На практике, при сравнении распределения давления на поверхности обтекаемых тел разных размеров, часто используется относительное давление или коэффициент давления:
Ризб – избыточное давление в произвольной точке на поверхности обтекаемого тела.
Выражение в знаменателе – динамическое давление невозмущенного потока.
Если в качестве избыточного принимается манометрическое давление Рман=Р-Ратм, коэффициент давления называется аэродинамическим коэффициентом:
Аэродинамический коэффициент используется для расчета распределения давления ветра по поверхности зданий и сооружений.
Неравномерность распределения давления по поверхности обтекаемого тела, разность давлений в его лобовой и кормовой частях являются основными факторами, определяющими сопротивление, называемое сопротивлением давления.
72.Суммарное сопротивление при обтекании твердого тела.
В общем случае сопротивление при обтекании твердого тела потоком жидкости или при движении твердого тела в жидкости представляет собой сумму сопротивлений трения и сопротивлений давления. Суммарное или полное сопротивление (лобовое сопротивление) обычно определяется по формуле, структура которой предложена еще Ньютоном:
Сх – коэффициент лобового сопротивления, зависит от формы тела, Rе и, в несколько меньшей степени, от степени турбулентности невозмущенного потока.
Для твердых тел с резко меняющимся профилем (диски, пластины, расположенные поперек потока кубы, профили зданий и т.п.) коэффициент лобового сопротивления практически не зависит от числа Rе.
73.Что такое скорость витания и гидравлическая крупность.
При свободном падении твердой частицы в жидкой или газовой среде, находящейся в покое, только в первый момент наблюдается ускоренное движение; в дальнейшем возникающая сила сопротивления уравновешивается действием силы тяжести и частица падает равномерно с постоянной скоростью. Эта скорость называется гидравлической крупностью, это понятие имеет большое значение при изучении процессов взвешивания и отстаивания ж., а также для расчета трубопроводов для гидротранспорта частиц.
При изучении аналогичных процессов в воздушной среде используется понятие скорости витания. Под последней понимают скорость восходящего потока воздуха (в верт. трубе), при которой твердые частицы, находящиеся в этом потоке, будут совершать колебательные движения приблизительно на одном уровне (как бы витать), т.е. будут находиться во взвешенном состоянии. Иначе говоря, это понятие эквивалентно гидравлической крупности применительно к воздушной среде.
Формула для скорости витания шарообразной частицы:
