- •Основные понятия и определения
- •1.1 Плотность
- •1.2. Вязкость
- •1.3 Модели жидкой среды
- •1.4 Ньютоновские и Аномальные жидкости
- •1.5Силы действующие в жидкости
- •1.5.1 Массовые силы
- •1.5.2 Поверхностные силы
- •1.5.3 Тензор напряжения
- •1.5.4 Касательные напряжения
- •1.6 Обобщенная Гипотеза Ньютона
- •2. Гидростатика
- •2.1 Равновесное состояние
- •2.2 Гидростатическое давление в точке
- •2.3 Общие Дифференциальные уравнения равновесия жидкости
- •2.4 Основное уравнение гидростатики в дифференциальной форме
- •2.5 Основное уравнение гидростатики в интегральной форме для несжимаемой жидкости
- •2.6 Гидростатический напор
- •2.7 Определение силы давления жидкости на поверхности тел
- •2.8 Плоская поверхность
- •2.9 Давление Жидкости на горизонтальное дно сосуда
- •2.10 Равновесие несмешивающихся жидкостей
- •2.11 Относительное равновесие
- •2.12 Равновесие Газов
- •2.13 Международная стандартная атмосфера
- •3 Основные уравнения Гидро Газодинамики
- •3.1Основные понятия и определения движения жидкости
- •3.2 Уравнение Бернулли для элементарной струйки несжимаемой жидкости
- •3.3 Два метода исследования движения жидкости Лагранжа и Эйлера
- •3.4 Уравнение линии тока
- •3.5 Уравнение неразрывности
- •3.6 Вихревое и безвихревое движение жидкости
- •3.7 Интегрирование уравнений Эйлера для потенциального потока в случае установившегося движения
- •3.8 Уравнения Навье Стокса
- •4 Режимы течения.
- •4.1 Режимы течения
- •4.2 Число Рейнольдса
- •4.3 Виды гидравлических сопротивлений
- •4.2 Общая формула для потерь напора на трение при равномерном движении жидкости в трубах
- •4.4 Особенности ламинарного и турбулентного движения жидкости в трубах
- •4.5 Ламинарное равномерное движение жидкости
- •4.6.Турбулентное равномерное движение жидкости в трубах
- •4.7 Касательное напряжение при турбулентном движении
- •4.8 Полуэмпирические теории турбулентности
- •4.9 Начальный участок турбулентного движения
- •5. Потери в потоке
- •5.1 Потери напора на трение в круглой трубе
- •5.2 Опытные данные о распределении скоростей и потерях напора
- •5.3 Эмпирические формулы для коэффициента гидравлического трения
- •5.4 Движение жидкости в трубах некругового сечения
- •5.5 Снижение потерь напора на трение при турбулентном движении
- •5.6 Местные гидравлические сопротивления
- •5.6.1 Внезапное расширение трубопровода
- •5.6.2 Внезапное сужение трубопровода
- •5.6.3.Вход в трубу через диафрагму
- •5.6.4.Резкое уменьшение диаметра трубы
- •5.6.5 Постепенное расширение
- •5.6.6 Постепенное сужение трубы
- •6.1 Циркуляция скорости
- •6.2 Степенные законы распределения скоростей
- •6.3 Модели турбулентности
- •7. Основы теории пограничного слоя
- •7.1 Понятие о пограничном слое
- •7.2 Ламинарный погранслой
- •7.3 Турбулентный погранслой
- •7.4 Отрыв пограничного слоя, и отрыв потока
- •7.4 Методы управления пограничным слоем
- •7.4.1 Предотвращение отрыва слоя при помощи сосредоточенного отсоса из него жидкости или ввода в слой жидкости.
- •7.4.2 Затягивание ламинарного участка слоя путем придания носовой части тела оптимальной формы
- •7.4.3 Ламинаризация пограничного слоя при непрерывном (распределенном) отборе потока
- •7.4.4 Ламинаризация пограничного слоя при щелевом отборе
- •8 Газодинамические процессы {Модуль 3}
- •8.1 Уравнения течения жидкости в трубах переменного сечения
- •8.2 Уравнение неразрывности струи
- •8.3 Сопло Лаваля и скорость истечения
- •8.4 Скорость звука
- •8.5 Газодинамические функции
- •8.5.1 Гдф характеризующие термодинамическое состояние.
- •8.5.2 Гдф характеризующие Разгон потока (q, y, ξ)
- •8.5.3 Гдф z, f, r – характеризуют импульс потока.
- •9 Плоский сверхзвуковой поток
- •9.1 Термодинамика ударных волн
- •9.2 Происхождение ударных волн
- •9.3 Ударная волна, вызванная летательным аппаратом
- •9.4 Скачки уплотнения. Образование скачков уплотнения
- •9.4.1. Прямой скачок
- •9.4.2 Косые скачки уплотнения
- •9.5 Формы скачков уплотнения
- •9.6 Критическая скорость
- •9.7 Течение Прандтля Майера
- •9.8 Закон обращения воздействия
- •1) Расходное воздействие на газовый поток.
- •2) Механическое воздействие.
- •3) Тепловое воздействие
- •4) Воздействие трением.
- •9.9 Гидравлический удар
- •9.10 Истечение жидкости и газа через отверстия и насадки.
9.4 Скачки уплотнения. Образование скачков уплотнения
Резкое движение поршня вправо, возникает волна давления в сечении 1.
Н - начальное состояние газа
Скорость распостранения ударной волны
в частном случае
В частном случае если волна слабая = звуковая волна то Wв=0, то есть нет попутного движения газа.
Возьмем за систему отсчета скачек уплотнения. (фронт волны = наблюдатель)
Фронт волны неподвижен, а газ движется через него.
W1=Wгаз-Wв
Приблизительные Толщины скачков давления
Mн=2, δск=18*10-5мм
Mн=6, δск=8*10-5мм
9.4.1. Прямой скачок
1)При пререходе через прямой скачек возникает торможение потока
λ1< λH
λ1*λH=1 – кинематическое соотношение прямого скачка.
2) T1>TН - повышается температура
причем
3) P1>PH повышение статического давления
где
4) ρ 1> ρ H Увеличивается ρ
при имеем
Т.к. λmax имеет макс значение то при k=1.4 макс увеличение плотности в 6 раз
5) Уменьшение полного давления. (давления торможения)
-коэффициент полного давления <1
9.4.2 Косые скачки уплотнения
Вычисление параметров после прохожения через косой скачок.
Формулы те же что и для прямого скачка но вместо λН применяем λHn
Рис 4-1. Сверхзвуковое течение газа в область повышенного давления.
Рассмотрим движение сверхзвукового потока вдоль плоской стенки AB, вытекающего в среду с повышенным давлением (рис. 4-1). Слева от точки В скорость будет давление и температура . Правее точки В (за линией ВС) поддерживается давление более высокое, чем . Если разность давлений — мала, то в точке В возникает слабая волна сжатия BK
Если изменение давления в точке В станет конечным, то, как показывает эксперимент, волна переместится в положение ВК и будет обладать не бесконечно малой, а конечной интенсивностью.
По мере увеличения давления линия ВК будет поворачиваться относительно точки В влево {ВК', ВК" и т. д.). При переходе через волну ВК газ сжимается и моток отклоняется на некоторый угол δ вверх от направления невозмущенного потока АВ. С ростом сжатие газа в волне ВК и угол отклонения δ увеличиваются.
Волна ВК называется плоским косым скачком уплотнения или плоской ударной волной.
При переходе через такую ударную волну поток испытывает скачкообразные изменения давления, скорости и других параметров.
Положение скачка определяется углом (β между плоскостью скачка ВК и первоначальным направлением потока АВ (рис. 4-1).
Образование косых скачков уплотнения можно проследить также на простейшем примере обтекания стенки ABC, повернутой в точке В на некоторый конечный угол S навстречу потоку (рис.4-2).
Благодаря такому повороту стенки сечение струйки уменьшается и она суживается. В сверхзвуковом потоке это приведет к повышению давления ( > ).Причем повышение давления происходит скачкообразно при переходе через поверхность* ВК* являющуюся поверхностью скачка
Скачок уплотнения, возникающий перед телом, называются головным, а за кормой тела - хвостовым. Скачок уплотнения, имеющий общую точку с породившим его препятствием, называется присоединенным. Прямой скачок уплотнения всегда смещен относительно препятствия вперед и, следовательно, является отсоединенным.