А) Вязкость.

Военная академия Ракетных войск стратегического назначения

Имени Петра Великого

Кафедра № 16

УТВЕРЖДАЮ

Начальник кафедры № 16

полковник

В. Волков

«» 20г.

УЧЕБНАЯ ДИСЦИПЛИНА: Гидрогазоаэродинамика.

ТЕМА 3: Основы теории пограничного слоя.

Лекция 6. Движение вязкой теплопроводной среды.

АВТОР: ВОЛКОВ Владислав Евгеньевич, кандидат технических наук, доцент.

Рассмотрено и одобрено на заседании кафедры

Протокол № ___ от «___» _______ 20__ г.

МОСКВА 2015

Тема 3. Основы теории пограничного слоя.

Лекция 3

Тема: Движение вязкой теплопроводной среды.

Вопросы:

1. Свойства и режимы движения вязкой теплопроводной среды.

2. Уравнения пограничного слоя.

3. Интегральное соотношение пограничного слоя. Общая характеристика пограничного слоя.

Литература:

1. Борисов Б.В., Карпович Е.А., Федотов Б.Н. Газовая динамика, гидравлика и аэродинамика. –М.: МО СССР, 1972. Ч.I. С. 231-241, 265-274.

Вопрос 1. Свойства и режимы движения вязкой теплопроводной среды.

До сих пор мы с вами исследовали движение газа самого по себе как сплошную среду или на значительном расстоянии от обтекаемого тела, где газ можно было считать не вязким и не теплопроводным.

С приближением к поверхности обтекаемого тела начинает влиять на характер движения газа такие его свойства, как вязкость и теплопроводность. Рассмотрим эти свойства.

А) Вязкость.

Вязкость – это способность среды сопротивляться относительному перемещению частиц. Рассмотрим для примера стационарное движение вязкой среды вдоль неподвижной твердой стенки. Опыт показывает, что вблизи стенки движение приобретает сложный характер.

Чем ближе к стенке, тем меньше давление. Под влиянием сил сцепления между средой и твердым телом частицы здесь как бы прилипают к поверхности стенки, так что .

Рассмотрим две соприкасающиеся частицы, расположенные в соседних слоях. Скорости частиц различны, т.е. имеется относительное смещение (сдвиг) этих частиц. В результате на границе соприкосновения частиц возникают силы внутреннего трения, стремящиеся уничтожить относительное смещение частиц. В рассматриваемом случае они направлены по касательной к поверхности .

Сила трения, относящейся к единице площади, называется напряжением трения.

Величина его определяется законом трения Ньютона.

, (3.1)

где – динамичный коэффициент вязкости.

Верхняя частица стремиться увлечь нижнюю частицу, а нижняя наоборот тормозит верхнюю. При произвольном движении среды закон более сложный, но все равно эта пропорциональность сохраняется.

Динамический коэффициент вязкости зависит от химического состава среды и от температуры.

.

С увеличением Т значение для жидкостей уменьшается, а для газов растет.

Величина определяется обычно экспериментальным путем и для различных сред задается в виде графиков или таблиц. Для при , , а для АМГ-10 – .

Для газообразных сред часто исполняется приближенная зависимость,

, (3.2)

где показатель степени зависит от состава газа и диапазона температур.

При исследованиях движения жидкости удобно использовать кинематический коэффициент вязкости , связанный с

. (3.3)