рикордонному шарі спостерігається безперервне переміщення цівок повітря в усіх напрямках, що вимагає більшої кількості енергії для підтримування безладного вихрового руху і, як наслідок цього, створюється більше за величиною опір повітряного потоку рухається тілу.
Для визначення характеру прикордонного шару служить коефіцієнт Cf. Тіло певної конфігурації має свій коефіцієнт. Так, наприклад, для плоскої пластини коефіцієнт опору ламінарного прикордонного шару дорівнює:
(1.5)
для турбулентного шару
(1.6)
де Re - число Рейнольдса, що виражає відношення інерційних сил до сил тертя і визначальне відношення двох складових - профільне опір (опір форми) і опір тертя. Число Рейнольдса Re визначається за формулою:
де V - швидкість повітряного потоку, - характер розміру тіла,
кінетичний коефіцієнт в'язкості сил тертя повітря.
При обтіканні тіла повітряним потоком в певній точці відбувається перехід прикордонного шару з ламінарного в турбулентний. Ця точка називається точкою переходу. Розташування її на поверхні профілю тіла залежить від в'язкості і тиску повітря, швидкості цівок повітря, форми тіла і його положення в повітряному потоці, а також від шорсткості поверхні. При створенні профілів крил конструктори прагнуть віднести цю точку якнайдалі від передньої кромки профілю, чим досягається зменшення опору тертя. Для цієї мети застосовують спеціальні ламінізірованние профілі, збільшують гладкість поверхні крила і ряд інших заходів.
При збільшенні швидкості повітряного потоку або збільшенні кута положення тіла відносно повітряного потоку до певної величини в деякій точці відбувається відрив прикордонного шару від поверхні, при цьому різко зменшується тиск за цією точкою.
В результаті того, що у задньої кромки тіла тиск більше ніж за точкою відриву, відбувається зворотне протягом повітря із зони більшого тиску в зону меншого тиску до точки відриву, яке тягне за собою відрив повітряного потоку від поверхні тіла (Мал. 8) .
Ламінарний прикордонний шар відривається легше від поверхні тіла, ніж турбулентний.
Рівняння нерозривності струменя повітряного потоку
Рівняння нерозривності струменя повітряного потоку (сталості витрати повітря) - це рівняння аеродинаміки, що випливає з основних законів фізики - збереження маси та інерції - і встановлює взаємозв'язок між щільністю, швидкістю і площею поперечного перерізу струменя повітряного потоку.
Рис. 8 Перебіг в прикордонному шарі поблизу точки відриву
Рис. 9 Пояснення до закону нерозривності струменя повітряного потоку
При розгляді його приймають умова, що досліджуваний повітря не має властивість стисливості (Мал. 9).
В струмку змінного перерізу через перетин I протікає за певний проміжок часу секундний об'єм повітря, цей обсяг дорівнює добутку швидкості повітряного потоку на поперечний переріз F.
Секундний масова витрата повітря m дорівнює добутку секундного витрати повітря на щільність р повітряного потоку цівки. Відповідно до закону збереження енергії, маса повітряного потоку цівки m1, що протікає через перетин I (F1), дорівнює масі т2 даного потоку, що протікає через перетин II (F2), за умови, якщо повітряний потік усталений:
=m2=const, (1.7) F1V1=m2F2V2=const. (1.8)
Цей вислів і називається рівнянням нерозривності струме...
