Обтекания профилей

Различают ламинарный (lamina – слой) и турбулентный (turbo – вихрь, вращение) режимы течения рабочей среды. Промежуточным между устойчивым ламинарным и развитым турбулентным является переходный режим течения. Для характеристики границ режимов используется число Рейнольдса как мера соотношения сил инерции и вязкости в движущейся среде:

, (10.1)

где – скорость текучей среды, м/с; – характерный размер потока, м; – плотность среды, кг/м³; – коэффициент кинематической вязкости, м²/с; – коэффициент динамической вязкости среды, Па×с.

При ламинарном режиме течение является упорядоченным, когда линии тока формируются на основе слоистого характера движения среды. При этом перенос различных субстанций из одного слоя в другой определяется молекулярными механизмами и касательное напряжение вычисляется по формуле Ньютона

(10.2)

где – поперечный градиент скорости, 1/с.

На рис. 10.1 показана картина обтекания симметричного профиля потоком газа с ламинарным режимом течения.

Рис. 10.1. Картина обтекания симметричного профиля

ламинарным потоком (Re = 7×10³)

Устойчивость ламинарного режима течения нарушается при увеличении числа Рейнольдса, начиная с некоторого критического значения происходит турбулизация потока. Для течений в трубах =2300, а при продольном обтекании пластины =(3...5)×10⁵.