- 69 -
В пограничном слое имеет '"вето падение давления, что вчтекает из того факта, что центробежная сила, стремящаяся отбросить гг.з, находящийся в пограничном слое, должна в установившемся движении бчть уравновешена силой, возникающей вследствие разности давлений внешней средч и слоев, находящихся б области, располагающейся ближе к центру вращения.
Как показал Розенхед [12], поверхность пограничного слоя плоской струи стремится свернуться в ряд двойнчх спиралей /рис. 4.3/, образуя вихри, оси которчх перпендикулярны направлению струй и градиенту скорости. Получившиеся вихри начнут самопроизвольно сжиматься, ументшая радиус и увеличивая окружную скорость. Экспериментальном подтверждением самопроизвольного сжимания вихрей является образование вихрей у входов в воздухозаборники самолетнчх двигателей: при диаметре воздухозаборника около одного метра образовавшийся вихрь имеет диаметр порядка 4-6 сантиметров.
Рассмотрим этот процесс.
Падение вязкости в пограничном слое вихря с одной сторонч и отброс центробежной силой газа из центральной области вихря на периферию с другой сторонч способствуют тому, что газовчй вихрь формируется как вращающаяся труба, в стенках которой размещается основная ^тасса вихря.
Работч, проведенные на специально созданном стенде, показали, что вихрь в самом деле представляет собой образование типа трубч с уплотненными стенами /рис. 4.4; 4.5/.
На элемент такой трубч действуют центробежная сила и разность внешнего и внутреннего давлений /рис. 4.4/, так что
oj F — Ctdm— (d S' — с/n?^ с/ S’ ~ t b0 t
/4.9/
где
' d - ускорение вдоль радиуса, приобретаемое массой г - радиус;
_ угол, занимаемый элементом массы dm.
Как видно из выражения, при некотором значении радиуса
/4.10/
имеем. /
> (Ре ' f.JУS /4.II/
величина ускорения будет положительна и масса dm будзт отброшена от вихря. Оставшаяся часть имеет <2*^.
- 70 -
Рже. 4.4. Распределение плотности газа в устойчивом вихре я эпюра касательных скоростей.
PoipctHU V tY6ru е /)о и
Рис. 4.5. Зависимость скорости вращения газа в вихре от радиуса /по Кастерину/.
