Рис. 1. Схема расположения цилиндра относительно пластины
Таблица 1
Координаты исследуемых сечений
Номер сечения
Координаты сечения
1 2
3
4 5 6 7 8
9
x
i
, мм
170 177,5 182,5 187,5 200 220 270 570 920
Δ
x
i
/d
0 1
2
3 5,5 9,5 15,5 79,5 149,5
На рис. 1 и в табл. 1 приведена схема расположения цилиндра от-
носительно стенки, координаты сечений, в которых проводились за-
меры профилей скорости и температуры, безразмерное расстояние от
среза цилиндра в первом сечении до исследуемого сечения (число ка-
либров). Эксперименты проводились при безградиентном обтекании
пластины и
q
ст
=
const. Вначале были исследованы пограничный слой
на пластине и обтекание цилиндра в потенциальном потоке.
Плоская пластина.
Пограничный слой, возникающий при безгра-
диентном обтекании плоской пластины в продольном направлении,
имеет простую структуру и хорошо изучен [13–17].
О среднем течении в пограничном слое можно судить по распреде-
лению скоростей, а о теплопереносе — по профилям температуры. Со-
вместное измерение распределения скоростей и температур в потоке
жидкости или газа дает возможность количественно проанализировать
и сопоставить теплообмен в различных областях пограничного слоя,
включая вязкий подслой при турбулентном течении. С этой целью про-
водились измерения профилей скорости и температуры вблизи стенки.
На таких измерениях профилей основан количественный анализ.
Распределение скоростей и температур исследовалось в сечениях
1, 7, 8, 9 при числах Рейнольдса, близких к состоянию полностью раз-
витого турбулентного течения в пограничном слое. Рассмотрим экспе-
риментально полученные профили скорости (рис. 2,
а
) и температуры
(рис. 2,
б
) и сравним их со степенным законом. В первых сечениях
профили скорости и температуры менее заполнены, но по мере уве-
личения числа Re (увеличения номера сечения) они становятся более
заполненными и приближаются к закону одной седьмой; это позво-
ляет предположить, что исследуемый пограничный слой становится
8 ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2011. № 2
