Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
А величина местного увеличения давления газа
. (38) Если , то закон Ньютона неточен даже при , так как при этом из точного решения (24) имеем (39) Однако практический расчет распределения давлений по поверхности тела, обтекаемого гиперзвуковым потоком, с помощью закона Ньютона дает во многих случаях удовлетворительные результаты несмотря на то, что влияние вязкости в теории Ньютона не учитывается.
Рис. 6. Распределение давления по окружности конуса, обтекаемого потоком под углом атаки. Сравнение формулы Ньютона и экспериментальных данных. На рис. 6. показано безразмерное давление в различных точках поверхности конуса с центральным углом 20° , обтекаемого потоком воздуха с под углом атаки . Кривая на рис. 6. рассчитана по формуле Ньютона (38). Как видим, экспериментальные точки лежат достаточно близко к теоретической кривой. ТЕЧЕНИЯ РАЗРЕЖЕННЫХ ГАЗОВ Различные типы течений разреженных газов До сих пор мы рассматривали газовые течения, в которых газ представлял собой сплошную среду; это справедливо, когда длина среднего свободного пробега молекул газа весьма мала по сравнению с характерным размером газового течения . В одних задачах газовой динамики характерным размером является толщина пограничного слоя, в других - толщина или длина обтекаемого тела. Безразмерное отношение , (1) Определяющее характер среды, называется числом Кнудсена. При нормальном давлении величина свободного пробега молекул составляет миллионные доли сантиметра. При понижении плотности газа свободный пробег молекул возрастает обратно пропорционально плотности, и если он становится соизмеримым с характерными размерами потока, то дискретная структура газа начинает сказываться на законах газовой динамики и Теплообмена. Число Кнудсена можно выразить через известные критерии подобия - числа Маха М и Рейнольдса ; для этого следует использовать формулу Чепмена из кинетической теории газов, связывающую кинематическую вязкость со свободным пробегом и средней скоростью движения молекул : (2) Средняя скорость молекул выражается через скорость звука где . (3) Тогда из (2) и (3) имеем (4) Подставляя (4) в (1), получаем зависимость числа Кнудсена от отношения числа Маха к числу Рейнольдса
(5) Из теории пограничного слоя следует, что при больших значениях числа Рейнольдса () толщина пограничного слоя обратно пропорциональна корню квадратному из числа Рей- Нольдса
где х - длина тела. Поэтому если речь идет о гидродинамическом трении или теплообмене, когда характерным размером является толщина пограничного слоя (), то при согласно (5), число Кнудсена становится пропорциональным отношению числа Маха к корню квадратному из числа Рейнольдса (6) При малых значениях числа Рейнольдса () толщина пограничного слоя сравнима с длиной тела (), поэтому (7) Имеющиеся теоретические и экспериментальные данные свидетельствуют о том, что при очень малых значениях числа Кнудсена () газ ведет себя как сплошная среда. В интервале значений числа Кнудсена можно также пользоваться уравнениями газовой динамики сплошной среды, однако при этом, как будет показано ниже, следует в граничные условия на твердой поверхности вводить поправку на так называемые «скольжение» и «скачок температуры». При очень больших значениях числа Кнудсена () пограничный слой у поверхности тела не образуется, так как реэмитированные (отраженные) поверхностью тела молекулы сталкиваются с молекулами внешнего потока на далеком от него расстоянии, т. е. тело не вносит искажений в поле скоростей внешнего потока. Для этого режима «свободно-молекулярного течения газа», который по имеющимся данным наблюдается при , трение и теплообмен на поверхности обтекаемого тела рассчитываются из условия однократного столкновения молекул газа с поверхностью. Переходная область между режимом со скольжением и свободно-молекулярным режимом остается до сих пор мало изученной, так как в ней приходится учитывать как столкновения молекул между собой, так и неоднократные столкновения их с телом, а это создает большие теоретические трудности.
Рис. 1. Границы различных режимов течения разреженного газа. Таблица 1
Сопоставляя данные рис. 1 и таблицы 1, можно получить представление о связи между высотой полета и границами различных режимов.
Для ракеты длиной 3 м влияние скольжения начинает проявляться с высоты 50 км при и 30 км при . Свободно-молекулярное течение устанавливается при любой скорости полета, начиная с высоты 140 км.
|
||||||||||||||||||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2016-06-28; просмотров: 190; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 18.221.145.52 (0.007 с.) |