65

130 ..Ćwiczenia laboratoryjne ?mechaniki płynów’^-

Opływ ciał o kształcie opływowym i nieopływowym różni się dosyć znacznie, gdyż w pierwszym przypadku linie prądu ulegają ty lko odchyleniu, a w drugim - odchyleniu i zerwaniu.

Do ciał o kształcie opływowym należą ciała wydłużone, np. profile lotnicze, zaś do ciał o kształcie nieopływowym - ciała pogrubione np. walec, kula itp.

Ciało opływowe może stać się nieopływowym. jeżeli zostanie ustawione ukośnie lub poprzecznie do kierunku przepły wu.

B

Rys. 8. Opływ profilu lotniczego powstawanie wiru.

Rozpatrzony zostanie opływ pojedy nczego profilu lotniczego (ry s. 8).

Cyrkulacja prędkości dookoła profilu zależy od prędkości przepływu niezakłóconego i od kąta natarcia. Kąt natarcia jest to kąt między kierunkiem pr/epływu niezakłóconego a cięciwą profilu, zaś cięciwa profilu jest to linia sty czna do spodu profilu lub prosta łącząca dwa najbardziej odległe punkty konturu. Cyrkulacja prędkości, a ty m samy m i siła nośna, zmienia się w^r przypadku skrzydła samolotu od zera przed startem do pewnej wartości podczas lotu, przy czym wykonywanie przez samolot ewolucji jest związane również ze zmianą cyrkulacji wskutek zmiany prędkości i kąta .

Zgodnie z twierdzeniem Thomsona, cyrkulacja prędkości wzdłuż dowolnej krzywej zamkniętej zachowuje wartość stałą. Tę sprzeczność z poprzednim stwierdzeniem można wyjaśnić w sposób następujący; przy wzroście prędkości, bądź zwiększeniu kąta. zmienia się cyrkulacja o (+), zaś przy zmniejszeniu prędkości, bądź zmniejszeniu kąta. zmienia się o (-).

Pojawia się wówczas i odrywa od profilu tzw. wir początkowy, w pierwszym przypadku o cyrkulacji (-). w drugim zaś o cyrkulacji (+). W rezultacie lego cyrkulacja w/dłuż krzywej ABCD obejmującej profil i wir zachowuje stałą w artość .

Podczas opływu profilu bez oderwania następuje odchylenie i przemieszczenie linii prądu.

Rys. 9. Opły w profilu bez oderwania.

Dotychczasowy równomierny układ linii prądu w przepływie niezakłóconym ulega zagęszczeniu na grzbiecie, a rozrzedzeniu na spodzie profilu. Zmniejszenie odległości między liniami prądu, oznacza przyśpieszenie przepływu i zmniejszenie ciśnienia, zaś wzrost odległości - opóźnienie przepły wu i zwiększenie ciśnienia. Obserwując opły w profilu można, zatem w sposób jakościowy określić rozkład ciśnień na profilu, czyli można określić odcinki profilu, na których panuje pod-lub nadciśnienie w stosunku do ciśnienia statycznego w przepły wie niezakłóconym. Można również określić miejsca maksy malnej wartości pod-lub nadciśnień.

Na grzbietowej stronie profilu panuje podciśnienie a na spodniej nadciśnienie. Dzieje się tak zawsze z wyjątkiem opływu z ujemnymi kątami natarcia i opływu profilów symetrycznych z zerowym kątem natarcia. Ujemny kąt. jest to kąt liczony od cięciwy w przeciwnym kierunku niż na ry s. 8. przedstawiającym powstawanie wiru początkowego.

W przypadku profilów o skończonej długości /, różnica ciśnień na spodniej i grzbietowej stronie profilu wywołuje przepływ na końcach profilu rys. 10.