Глава втора я ГИДРОДИНАМИКА

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Горение всегда происходит в движущейся среде. Э: движение может быть следствием процесса горения, напр! мер движение горячих газов вверх над пламенем свечи, ы может быть вызвано другими причинами, как, наприме в камере сгорания газовой турбины. В некоторых случа! горение влияет на характер течения, и наоборот, движевд может влиять на процесс горения. Так, например, как буд показано в дальнейшем, устойчивость процесса гореш в быстром потоке газа существенно зависит от иалич, в следе за стабилизатором пламени особой формы течен* Другим важным для конструктора фактором является п дение давления при дакженки газа через камеру, так к. эффективность газовой турб1П1Ы быстро уменьшается nj ув&1ичении перепада давления на участке от аыхода из ка прессора до входа в турбину. Необходимость уменьшать э падение давления сильно ограничивает свободу выбора ко стру1{ции камеры сгорания. В связи с этим необходимо уд лить внимание некоторым основным положениям гидрод намвми.

Ламинарное течение

Течение, при котором соседние слои жидкости равноме но скользят друг по другу, называется ламинарным. П[ таком относительном движении слоев и частиц во всякс реальной жидкости возникают силы трения. Опыто.ч уст новлено, что сила т (касательное напряжение) пропорц* нальна изменению скорости жидкости

где (1 - величина постоянная для большинства жидкост( называется коэффициентом динамической вязкости. 32

д1я газов (-1 liijiaKTiricokii ло зависит от давлсмшя, новоз-(агтает приблизительно пропорциояально корню квадра:-юму из абсолютной температуры. Данные о вязкости воз-lyxa приведены на рис 2-1.

Падение давления

При установившемся ламинарном движении в длинной -рубс постоянного сечения жидкость не ускоряется и силы, ,1бл-с.:0влеипые изменением давления, находягся в равнозе-

а, 7

Рис. 2-1, Фнчнчсскнс константы воздуха при aTMociljepHOu дав.теннн (по да11ныч KHHsaa н Кя),

1и с силами вязкостного трения. Из уравнения (2-1) сле-пп r,!*! PJb статических давлении Др в двух сечениях

по длине трубы определяется соотношением

Sp-d-

irwSMl = посгоянная).

(2-2)

Де и -

скорость жидкости, например на осп трубы; - Поперечный размер трубы;

/ - расстояние между двумя сечениями; -площадь поперечного сечения трубы; -dl - омываемая поверхность.

Постоянная а определяется расчетом или экслерии* тально. Для трубы с круговым сечением диаметра d в за симости от того, что принимается за величину скорости значение на оси трубы или среднее значение, а равно со ветственно 16 или 32.

Сопротивление формы

Если жидкость обтекает тело, то сила, с которой действчет на тело в направлении своего движения, т ваегся сонротив-тением. Эта сила может быть разложена две составляющие: сонротивлеиие формы, которое ЯВЛ5 ся интегралом сил нормального давлинтя по новерхно тела, и сопротивление трения, являющееся интегралом < вязтсостиого трепия по поверхтюстн, причем в обоих случ при интегрировании берется .-нишь компонента сил, i ствующая по направ.тению движения жидкости. Если п вая составляющая относительно невелика, то соответств птую форму тела называют обтекаемой.

Сопротивление трения

Если тело имеет 0бтекаемую форму, то Следа в жид сти за телом не образуется. Во многих случаях профиль ( ростей потока остается неизменным, за исключением о£

сти, непооредственно i легающей к твердой верхности, где, как пс зано на рис. 2-2, образ; ся пограничный слой.], выяснения зависимо сопротивления трения ла в ламииарно.м нот от скорости, размера вязкости можно нсполь вать теорию подобия. Пусть толщина пограничного слоя равна cV Тогда с] трения (касательное напряжение) определяется выражен!

Рас. 2-1. След за обтскаем:м лом н пограничный слой на его Е?рхностн,

где V -34

-скорости набегающего потока.