Вдув в пограничный слой

Вдув в пограничный слой

— подвод жидкости или газа в пограничный слой через проницаемую поверхность обтекаемого тела. При этом на проницаемой поверхности нормальный к ней компонент (υ) вектора скорости газа (жидкости) принимает положительное, значение и определяет собой скорость вдува (υω). Локальной размерной характеристикой вдува является его интенсивность
(ρωυω) = lim(∆)m/(∆)S при (∆)S(→)0,
где (∆)m — секундный расход вещества, подводимого через элементарную площадку (∆)S проницаемой поверхности, (ρω) — плотность вдуваемого вещества на поверхности тела. При анализе прикладных задач для характеристики интенсивности вдува вводится безразмерная величина a + , называемая обычно параметром вдува при a + > 0 или параметром отсоса при a + < 0 (см. Отсос пограничного слоя). В частности, для плоского ламинарного течения a + пропорционален соотношению
((ρωυω)) ((ρ)eue)-1 (Re)1/2,
где Re = (ρ)eueL/(μ)e Рейнольдса число, u — продольный компонент вектора скорости, (ρ) — плотность, (μ) — динамическая вязкость, L — характерный линейный размер, индекс «e» обозначает значение величины на внешней границе пограничного слоя.
В рамках теории пограничного слоя должно выполняться условие (υω)/ue < < 1, или a + Вдув в пограничный слой0(1). При нарушении этого условия вдув влияет не только на течение в пограничном слое, но и на внешний невязкий поток.
Наличие вдува приводит к снижению местных значений напряжения трения и теплового потока и утолщению пограничного слоя; кроме того, вдув способствует дестабилизации ламинарного течения (профиль скорости имеет точку перегиба, и может вызвать более ранний переход к турбулентному режиму течения. Количественное воздействие вдува на пограничный слой зависит от многих факторов: интенсивности вдува и закона его распределения на обтекаемой поверхности, теплофизических свойств вдуваемого вещества, режима течения и т. д. На показано изменение теплового потока на поверхности пластины в зависимости от параметра вдува инородного газа в ламинарный пограничный слой, когда интенсивность вдува пропорциональна x-1/2, где x — продольная координата, отсчитываемая от острой кромки пластины (так называемый автомодельный вдув). Увеличение a + приводит к сильному снижению теплового потока на всей обтекаемой поверхности. Для уменьшения расхода охладителя вдув можно осуществлять лишь на некотором начальном участке поверхности, где местные тепловые потоки при отсутствии вдува особенно велики; при этом снижение теплового потока происходит не только на проницаемом участке поверхности, но и достаточно далеко за ним — последействие вдува. В силу указанных закономерностей В. в п. с. является эффективным средством защиты обтекаемой поверхности летательного аппарата от аэродинамического нагревания. .

Авиация: Энциклопедия. — М.: Большая Российская Энциклопедия. Главный редактор Г.П. Свищев. 1994.