Ацюковский В.А. Общая эфиродинамика. — М.:Энергоатомиздат, 2003

В начало   Другие форматы (PDF, DjVu)   <<<     Страница 131   >>>

  

131

Тем не менее и в этой области создан солидный задел, который следует использовать при разработке эфиродинамических основ строения материи. Актуальность решения проблем вихревого и винтового движения газов возрастает с появлением эфиродинамики, для которой перечисленные проблемы представляют особую важность.

5.2. Образование и структура линейного газового вихря

При перемещении масс газа относительно друг друга в газовой среде возникают турбулентности, переходящие в вихревые образования.

Принципиально вихревым образованием является любое движение жидкости или газа, для которого

jvdl

rotv = lim-фО, (5.1)

дх-^о AS

т. е. то, для которого циркуляция скорости по замкнутому контуру не равна нулю. Однако, далеко не всякое движение, для которого выполняется приведенное соотношение, является вихрем в полном смысле этого слова.

В самом деле, течение газа вдоль неподвижной стенки неодинаково на разных расстояниях от нее. Для такого слоистого течения

1 Э vx dvv 1 dvx

rotzv = —(---)=--40, (5.2)

2 ду дх 2 ду

так как продольная (в направлении оси х) скорость vx меняется по мере удаления, от стенки, т.е. увеличения величины z. Тем не менее вихря как такового при подобном течении может и не быть, хотя предпосылки для появления турбулентности созданы именно блогодаря разностям скоростей течения на разных расстояниях от стенки (рис. 5.1).

132

Глава 5. Строение газовых вихрей.

Рис. 5.1. Распределение скоростей в пограничном слое плоской пластины.

В гидромеханике, как известно, принято различать ламинарное, турбулентное и вихревое движения, переход от одного из них к другому определяется числом Рейнольдса Re:

Re = v//;fc (5.3)

где v - скорость течения среды; / - характерный линейный размер; % — кинематическая вязкость среды.

Как показано в работах [8, 18-21 и др.] переход от ламинарного движения к турбулентному начинается от значений чисел Рейнольдса порядка 2000 (по исследованиям самого Рейнольдса от 2300), однако возникающие турбулентности не обязательно сопровождаются поворотом (вращением) частиц среды. При более высоких значениях числа Рейнольдса турбулентность становится устойчивой. Если же при таких значениях чисел Рейнольдса происходит поворот частиц среды, то движение становится вихревым.

Устойчивое и непрерывное вихреобразование может происходить лишь при вовлечении в процесс некоторого минимального объема эфира и обеспечения некоторого минимального градиента скоростей при соударении струй.

При движении потоков газа относительно других потоков или покоящихся масс на границах потоков возникает пограничный слой, в котором возникает градиент скоростей [22]. В пограничном слое имеет место снижение температуры, так как

Т= Тт -л/Рг и2!2сР , (5.4)

где Рг - число Прандтля, равное