Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 [ 20 ] 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35

Коэффициент лобового сопротивления изолированного круглого цилиндра, наклоненного к потоку под углом скольжения (3, понижается с ростом этого угла быстрее, чем коэффициент Сх плоской пластинки. Картина похожа на обтекание потоком как бы эллиптического цилиндра. Опытные значения коэффициента лобового сопротивления цилиндра хорошо аппроксимируются графиком sinp. По другим данным, показатель степени ближе к 2,7. Коэффициент полного сопротивления цилиндра, расположенного под углом р к скорости потока, равен: CnCxsm Р [15].

0.S 3.55

о 70 hO 60 SO

40 lib

Рис. 3.26. Влияние удлинения цилиндров на их лобовое сопротивление

/ - многогранные призмы и цилиндры с ребрами; 2 - цилиндры

Рис. 3.27. Коэффициент лобового сопротивления квадратного цилиндра в зависимости от угла атаки

Для определения лобового сопротивления цилиндров с учетом числа Рейнольдса скорость потока принимают умноженной на .sin а или sin р, если цилиндр расположен под углами атаки а или скольжения р. В случае обтекания цилиндра до кризиса такое уточнение не влияет на его сопротивление в большом интервале чисел Рейнольдса (см. рис. 3.8).

Коэффициенты лобового сопротивления квадратного и шестигранного цилиндров бесконечной длины при Re= (0,Зч-1,8) 10 и направлении потока на грань-1,08 и 0,93, при потоке на угол - 1,18 и 1,23 соответственно.

Ыа рис. 3.27 приведены опытные значения коэффициента лобового сопротивления квадратного цилиндра (призмы) бесконечной длины и с удлинением Я, = 5 в зависимости от угла атаки. Число Рейнольдса в опытах было равно 1,8-10*. Как видно на рис. 3.27, у длинного цилиндра минимум значения коэффициента Сх наступает при угле атаки а = 20°, а у цилиндра с удлинением Л = 5 -при угле Я, = 25°. Характерно, что наибольшая нагрузка на квадратную сплошностенчатую башню будет при действии ветра по диагонали (а = 45°), так как ее наветренная площадь возросла в 1,41 раза, а значение Сх снизилось лишь в 1,3 раза.

Коэффициент лобового сопротивления цилиндров треугольного и полукруглого сечений (Я, = 8; Re = 90 000) изменяется при противоположных направлениях потока приблизительно в два раза.

На рис. 3.28 приведены данные исследований в трубе круглых цилиндров (Re = 565ООО) с различно расположенными пластинчатыми накладками - интерцепторами, используемыми для гашения вибрации трубчатых конструкций при ветре [16]. Ко-

j--0,05 -0.175

--0.005

Ofl5 0,10 0,15 0,20

Рис. 3.28. Сопротивление цилиндра с накладками

эффициент лобового сопротивления цилиндра с накладками увеличивается до двух и более даже при относительно невысоких полосах. Цилиндры с накладками приближаются к многогранным призмам, коэффициент лобового сопротивления которых может быть до 1,4. Эти данные свидетельствуют о недопустимости простого суммирования ветровой нагрузки на гладкий круглый цилиндр с нагрузкой на небольшие по размерам детали. Коэффициент Сх цилиндра с деталями на нем должен приниматься повышенным.

Влияние небольшого изменения формы поперечного сечения тела на коэффициент лобового сопротивления показано также на круглом цилиндре с невысокой накладкой, установленной по образующей под различными углами к передней критической точке (рис. 3.29). Накладкой служила круглая проволока диаметром 3 мм. Опыты проводились на цилиндре диаметром 30 мм с удлинением 4,4; число Рейнольдса до 5,5-104. Как видно, на-

кладка может как повышать, так и понижать лобовое сопротивление цилиндра. Наибольшее значение коэффициента Сд=1,02 цилиндра с накладкой будет при а=60-1-70°, наименьшее Сх = = 0,6 - при а = 20-=-30°. Существенно го, что появилась стационарная подъемная сила, величина и знак которой зависят от места накладки на цилиндре (МГУ).

Наибольший коэффициент лобового сопротивления получается при накладках, расположенных по образующим цилиндра;

Рис. 3.29. Коэффициенты Сх и Су цилиндра в зависимости от угла установки интерцептора

у цилиндра С геликоидальными накладками он меньше. Наи--меньший коэффициент сопротивления будет в случае спирально расположенных накладок, так как на шаге спирали будут участки, где интерцептор уменьшает лобовое сопротивление цилиндра (см. рис. 3.29).

В нормах ГДР для расчета железобетонных труб, применяемых в качестве опор телевизионных антенн, местное продольное утолщение по образуюшей цилиндра учитывают в величине коэффициента Сх- При расположении утолщения против потока (угол а = 0°) значение Сх принимают 0,85, при угле а = 90° берут Сж = 1,15, при угле а = 180° Сх = 0,6. Коэффициент лобового сопротивления трубчатой железобетонной башни с окнами по этим нормам принимается равным 0,7.

Коэффициенты лобового сопротивления проводов и стальных канатов спиральной (одинарной) свивки в зависимости от произведения Vd приведены на рис. 3.30 (ВНИИЭ). Разброс опытных величин коэффициента (заштрихованная область) находится в пределах 0,9-1,25. Причина его - влияние величины диаметра провода, количества проволок и диаметра их в верхнем повиве.

Для канатов двойной свивки, т. е. образованных несколькими прядями, свитыми из проволок, коэффициент лобового сопро-