|
47 поверхности. Ротта (Rotta J) [36,37] предлагает улучшенную форму закона распределения скорости у стенки W = W f yW* v dP kW* \ v pW*3dx’ v J где k средний размер шероховатости поверхности; W *w/p динамическая скорость или скорость трения В окрестности отрыва не существует однозначной связи между профилем скорости и статическим распределением пульсаций. Несмотря на эти трудности описания пограничного слоя вблизи точки отрыва, Ротта предлагает следующий критерий отрыва турбулентного потока: liin Н ** Пт А *♦* Cf О Cf 0 S ** 3 н 1 1 2 Г зн 1 \2 12 H ) где А *** 5 W оw5 1 _w w5 Л2 f 2 2 J W + V + U 2 2 Щ dz турбулентные пульсации скорости, осредненные по времени. Однако численные значения этого критерия неизвестны. Ротта установил, что начальное значение Н не оказывает сильного влияния на положение отрыва, если в окрестности перехода ламинарного пограничного слоя в турбулентный давление умеренно повышается или понижается. Однако выбор начального значения Н будет влиять на положение отрыва, если турбулентный пограничный слой начинается в области повышения давления, или если давление резко возрастает сразу же после установления турбулентного режима в пограничном слое. Вследствие этих причин применение этого критерия при исследовании пограничного слоя в межтурбинных переходников ГТД, где течение носит сугубо турбулентный характер и имеют место достаточно резкие изменения давления, весьма затруднительно. Росс (Ross) [36] применил новый подход к расчету пограничного слоя, включая отрыв. Так как в данном случае наиболее важен профиль скорости, |
41 экспериментальным путем установил, что отрыв потока происходит при ш г8 «0,8, что соответствует Н8 «1,85, если точка отрыва определяется из Ш условия равенства нулю коэффициента поверхностного трения, то есть С£=0. Это значение критерия отрыва Грушвитца было подтверждено Никурадзе в эксперименте с водой в суживающемся-расширяющемся канале. Однако, в области больших значений г изменяется непрерывно и плавно вдоль поверхности, поэтому весьма проблематично установить точно ч значение этого параметра, при котором происходит отрыв. Так, например,4 Шмидбауэр (8с1ишебЬаиег) /8/ принял за критерий отрыва г8 «0,9, когда давление плавно повышается при больших значениях т. Таким образом, метод Грушвитца также дает лишь приближенную оценку положения точки отрыва турбулентного пограничного слоя. Так как положение точки отрыва определяется из условия С£ = 0, то I оно может быть определено путем экстраполяции кривой С£ как функции расстояния в точку Cf = 0, но, поскольку в окрестности точки отрыва касательное напряжение у стенки в сильной степени зависит от расстояния, только расстояние от стенки, касательное напряжение, вязкость и шероховатость поверхности. Ротта (ЯоПа I) /8,9/ предлагает улучшенную * форму закона распределения скорости у стенки W = W f ^yW* v dP kW* ^ v pW*3 dx’ v , где k средний размер шероховатости J поверхности; W = ruw/p динамическая скорость или скорость трения. В окрестности отрыва не существует однозначной связи между профилем * скорости и статическим распределением пульсаций. Несмотря на эти трудности описания пограничного слоя вблизи точки отрыва, Ротта А предлагает следующий критерий отрыва турбулентного потока: 4 42 I ** *** A 1 f 3 H “ 0 2" lim H == lim -------■= 3 H 1 _ _ cf -»0 „ v Л ^ *Cf -»0 § .2 U H J турбулентные пульсации скорости, осредненные по времени. Однако, численные значения этого критерия неизвестны. Ротта установил, что начальное значение Н не оказывает сильного влияния на положение отрыва, если в окрестности I перехода ламинарного пограничного слоя в турбулентный давление умеренно повышается или понижается. Однако, выбор начального значения Ф Н будет влиять на положение отрыва, если турбулентный пограничный слой начинается в области повышения давления, или если давление резко возрастает сразу же после установления турбулентного режима в пограничном слое. Вследствие этих причин применение этого критерия при исследовании пограничного слоя в межтурбинных переходников ГТД, где щ течение носит сугубо турбулентный характер и имеют место достаточно резкие измененил д а в л е н и я , ъ е с Ь М а затруднительно Росс (Ross) /8/ применил новый подход к расчету пограничного слоя, включая отрыв. Так как в данном случае наиболее важен профиль скорости, пограничный слой делится на три участка: ламинарный, переходный и4 турбулентный с логарифмическим распределением скорости. Он разработал простой вычислительный метод, заменив обыкновенные дифференциальные * уравнения алгебраическими, что существенно упрощает решение. Критерий « отрыва определяется в виде: 4 TWe 4 S |