Приборы для измерения плотности и вязкости. 2. Уравнение расхода и неразрывности потока. 3. Сопротивление при обтекании тела

Сопротивление формы, иначе называемое вихревым сопротивлением, представляет часть проекции результирующей гидродинамического давления, возникающего вследствие перераспределения давления по смоченной поверхности судна или лесотранспортной единицы.

Сущность перераспределения давления объясняется следующим образом. Давление в пограничном слое определяется законом движения жидкости во внешнем потоке, поэтому при обтекании криволинейной поверхности давление вдоль пограничного слоя не будет постоянным, т. е. возникает продольный перепад давления. Изменение давления вдоль пограничного слоя вызвано изменением скорости потока вдоль тела. Это можно проследить на следующем примере.

При обтекании криволинейной поверхности скорость потенциального потока будет возрастать от точки, А в носовой части до максимального значения в точке В, затем будет убывать до точки С в кормовой части (рисунок 3.1), а следовательно, частицы жидкости в пограничном слое движутся из зоны с большими давлениями к зоне с меньшими. За точкой, соответствующей минимуму эпюры давления, частицы жидкости получают ускорение в направлении от кормовой части тела, т. е. против возрастающего давления. В этой зоне образуется обратный поток жидкости, которой оттесняет пограничный слой от стенки тела. Поверхность раздела потоков с различным направлением скоростей неустойчива и разрушается с образованием отдельных вихрей. Положение точки отрыва пограничного слоя зависит от режима те чения внутри пограничного слоя, формы кормовой части и состояния поверхности тела. У тел, вдоль поверхности, которых продольный перепад давления невелик, отрыва пограничного слоя не наблюдается, т. е. пограничный слой плавно сходит с задней кромки тела, образуя попутную струю; чем острее образования кормы, тем ближе к корме расположена точка отрыва. От положения точки отрыва пограничного слоя, т. е. места начала зарождения вихрей, зависит величина вихревого сопротивления. Так, при тупых кормовых образованиях тела точка отрыва приближается к миделю, область пониженного давления в кормовой части становится шире, и, следовательно, сопротивление формы больше, чем в случае острых образований. Интенсивность образования вихревой системы обуславливает величину вихревого сопротивления.