Изучение затопленной свободной турбулентной струи, Определение коэффициентов сопротивления круглого цилиндра, страница 2

Рис.  I.  Схема  свободной  затопленной турбулентной струи

На  выходе  из  сопла  частицы  струи имеют  одинаковую скорость» направленную вдоль оси струи.  По мере  удаления от сопла струя вовлекает в свое движение  ранее  неподвижные массы  окружающей жидкости.  Вблизи границы  струи  возникает  турбулентный  погранич­ный слой,  толщина  которого  по  направлению  распространения  струи увеличивается  за счет расширения  самой струи  и уменьшения ядра, в котором частицы  жидкости имеют скорость истечения uо. В пограничном  слое  за  счет турбулентного  перемешивания и подсоса внеш­ней   жидкости продольная скорость частиц струи и.   уменьшается, и появляется  поперечная  составляющая  скорости V.  В пределах пограничного слоя  продольная  составляющая  скорости уменьшается от u0  на  границе  с  ядром до  0 на  границе  струи. Поперечная ско­рость на  границе  струи не  равна  0,  т.к.  через  границу происходит подсос  окружающей  годности.  Однако  везде,  кроме  области вблизи самой  границы  струи,  поперечная  скорость мала  по  сравнению с продольной.  В дальнейшем  под  скоростью струи в данной точке  бу­дем  подразумевать  продольную составляющую скорости u.

В некотором  сечении  струи,  называемом  переходным,  невозмущённое ядро  потока  исчезает.  Участок струи,  расположенный между


срезом сопла и переходным сечением, называется начальным. Участок струи, следующий за начальным, называется основным. В основном участке струи происходит уменьшение скорости на оси струи um. (максимальной в данном сечении) и тем больше, чем дальше находится сечение от среза сопла, в то время как в пределах всего началь­ного участка скорость на оси um = u0 .

На основании экспериментального исследования установлено:

1)        Профиль скорости в основном участке струи - универсальный, это
значит, что если в двух сечениях струи выбрать точки, отстоящие
от оси струи на расстоянии y1 и   y2, причем