Для понимания физических процессов, происходящих при обтекании тел потоком жидкости или газа, необходимо, в первую очередь, наблюдать в целом всю картину течения, что обычно достигается визуализацией. При исследовании обтекания консольных цилиндров нами использовался метод «дымящей» проволочки. Поле течения визуализировалось «дымом», образующимся при испарении масла с поверхности тонкой проволоки (с1 = 0,068 мм), нагреваемой электрическим током. Основными элементами экспериментального оборудования в этом случае являлись: электронный блок задержки, электромагнитный спуск фотоаппарата и специальная рамка с проволочкой. Подробное описание технического и приборного обеспечения этого метода для условий аэродинамической трубы Т-324 приведено в работе Щов-галъА.В. и др., 1985]. В наших опытах рамка с проволочкой располагалась в плоскости поперечного сечения модели на расстоянии 180 мм от ее оси, вверх по потоку. Различные картины обтекания были получены при перемещении проволочки вдоль образующей цилиндра в разных по высоте консольного цилиндра поперечных сечениях. Целью экспериментов являлось детальное определение структуры течения в области торца цилиндра в условиях его обтекания равномерным потоком.[ ...]
На рис. 2.9 представлены примеры картин обтекания консольного цилиндра в разных по размаху сечениях. В сечении, близком к среднему, картина течения подобна картине обтекания цилиндра большого удлинения в докритической области чисел Re (см., например, [Ван-Дайк М., 1984]). Отрыв потока происходит с наветренной части поверхности цилиндра. Линии тока выпуклы (рис. 2.9, а). К сожалению, из-за малого размера оптического стекла не удалось визуализировать область формирования вихревой дорожки Кармана, существование которой подтверждают термоанемометрические измерения.[ ...]
Картины течения у торца цилиндра (рис. 2.9, б) дают наглядное представление о переходе ламинарного течения в турбулентное. Важная особенность обтекания торца цилиндра состоит в том, что зона перехода с дугообразным контуром имеет сходство с передней кромкой, что указывает на ее определяющее значение в формировании характера обтекания. Никаких признаков регулярных вихревых структур в этом случае не наблюдается.[ ...]
Визуализация показывает, что для консольного цилиндра характерно расширение следа в направлении образующей цилиндра. Так, при г/Н= 1,04 (рис. 2.9, в) над торцом устанавливается практически ламинарное течение, а далее вниз по потоку на расстоянии примерно х/с1= 1,5 по-прежнему течение турбулентное.[ ...]
Рисунки к данной главе:
| Схема эксперимента с дымовой визуализацией |
 |
| Картины течения в разных сечениях по высоте консольного цилиндра |
 |