ПОГРАНИЧНЫЙ СЛОЙ

область течения вязкой жидкости (газа) с малой по сравнению с продольными размерами поперечной толщиной, образующаяся у поверхности обтекаемого твёрдого тела или на границе раздела двух потоков жидкости с различными скоростями, температурами или химическим составом. П. с. характеризуется резким изменением в поперечном направлении скорости (динамический П. с.), или температуры (тепловой, или температурный, П. с.), или же концентраций отдельных химических компонентов (диффузионный, или концентрационный, П. с.). На формирование течения в П. с. основное влияние оказывают вязкость, теплопроводность и диффузионная способность жидкости (газа). Внутри динамического П. с. происходит плавное изменение скорости от её значения во внешнем потоке до нуля на стенке (вследствие прилипания вязкой жидкости к твёрдой поверхности). Аналогично внутри П. с. плавно изменяются температура и концентрация.

Режим течения в динамическом П. с. зависит от Рейнольдса числа (См. Рейнольдса число)Reи может быть ламинарным или турбулентным. При ламинарном режиме отдельные частицы жидкости (газа) движутся по траекториям, форма которых близка к форме обтекаемого тела или условной границы раздела между двумя жидкими (газообразными) средами. При турбулентном режиме в П. с. на некоторое осреднённое движение частиц жидкости в направлении основного потока налагается хаотическое, пульсационное движение отдельных жидких конгломератов. В результате интенсивность переноса количества движения, а также процессов тепло- и массопереноса резко увеличиваются, что приводит к возрастанию коэффициента поверхностного трения, тепло- и массообмена. Значение критического числа Рейнольдса, при котором происходит переход в П. с. ламинарного течения в турбулентное, зависит от степени шероховатости обтекаемой поверхности, уровня турбулентности внешнего потока, Маха числа (См. Маха число)Ми некоторых др.факторов. При этом переход ламинарного режима течения в турбулентный с возрастаниемReпроисходит в П. с. не внезапно, а имеется переходная область, где попеременно чередуются ламинарный и турбулентный режимы.

Толщина δ динамического П. с. определяется как то расстояние от поверхности тела (или от границы раздела жидкостей), на котором скорость в П. с. можно практически считать равной скорости во внешнем потоке. Значение δ зависит главным образом от числа Рейнольдса, причём при ламинарном режиме течения δ Пограничный слойl․Re^-0.5,а при турбулентном — δ Пограничный слойl․Re^-0.2,гдеl— характерный размер тела.

Развитие теплового П. с. определяется, помимо числа Рейнольдса, также Прандтля числом,которое характеризует соотношение между толщинами динамического и теплового П. с. Соответственно на развитие диффузионного П. с. дополнительное влияние оказывает диффузионное число Прандтля, или Шмидта число.

При больших скоростях внешнего потока газа внутри П. с. происходит переход кинетической энергии молекул в тепловую, вследствие чего локальная температура газа увеличивается. В случае теплоизолированной поверхности температура газа в П. с. может приближаться к температуре торможения

гдеT_eтемпература газа вне П. с.,k = c_p/c_v—отношение теплоёмкостей при постоянном давлении и постоянном объёме.

Характер течения в П. с. оказывает решающее влияние на отрыв потока от поверхности обтекаемого тела. Причина этого заключается в том, что при наличии достаточно большого положительного продольного градиента давления кинетическая энергия заторможенных в П. с. частиц жидкости становится недостаточной для преодоления сил давления, течение в П. с. теряет устойчивость и возникает т. н. отрыв потока (см. Отрывное течение).

При очень больших числах Рейнольдса толщина П. с. очень мала по сравнению с характерными размерами тела. Поэтому почти во всей области течения, за исключением тонкого П. с., влияние сил вязкости несущественно по сравнению с инерциальными силами, и жидкость в этой области можно рассматривать как идеальную. Одновременно вследствие малой толщины П. с. давление в нём в поперечном направлении можно практически считать постоянным. В результате весьма эффективным оказывается такой метод изучения обтекания тел потоком жидкости (газа), когда всё поле течения разбивается на 2 части — область течения идеальной жидкости и тонкий П. с. у поверхности тела. Течение в первой области изучается с помощью уравнений движения идеальной жидкости, что позволяет определить распределение давления вдоль поверхности тела; тем самым определяется и давление в П. с. Течение внутри П. с. рассчитывается после этого с учётом вязкости, теплопроводности и диффузии, что позволяет определить поверхностное трение и коэффициент тепло- и массообмена. Однако такой подход оказывается неприменимым в явном виде в случае отрыва потока от поверхности тела. Он неприменим и при малыхRe,когда влияние вязкости распространяется на довольно большие расстояния от поверхности тела.

Лит.:Лойцянский Л. Г., Механика жидкости и газа, 4 изд., М., 1973; Шлихтинг Г.. Теория пограничного слоя, пер. с нем., М., 1974; Основы теплопередачи в авиационной и ракетной технике, М., 1960; Кутателадзе С. С., Леонтьев А. И., Тепломассообмен и трение в турбулентном пограничном слое, М., 1972.

Н. А. Анфимов.

пограничный слой—boundary boundary layer...Большой русско-английский словарь биологических терминов
пограничный слой—в гидромеханике тонкий слой жидкости или газа образующийся при обтекании ими тврдого тела. Скорость у поверхности равна нулю изза внутр. тренияi а на внеш. границе П. с....Большой энциклопедический политехнический словарь
пограничный слой—тонкая область течения вязкой жидкости газа котораяобразуется у поверхности обтекаемого ею твердого тела или на границераздела двух потоков жидкости с различными скоростя...Большой энциклопедический словарь II
пограничный слой—ПОГРАНИЧНЫЙ СЛОЙ тонкая область течения вязкой жидкости газа которая образуется у поверхности обтекаемого ею твердого тела или на границе раздела двух потоков жидкости с ...Большой энциклопедический словарь III
пограничный слой—ПОГРАНИЧНЫЙ СЛОЙ тонкая область течения вязкой жидкости газа которая образуется у поверхности обтекаемого ею твердого тела или на границе раздела двух потоков жидкости с...Большой Энциклопедический словарь V
пограничный слой—тонкая область течения вязкой жидкости газа края образуется в результате внутр. трения у поверхности обтекаемого ею тв. тела или на границе раздела двух потоков жидкости ...Естествознание. Энциклопедический словарь
пограничный слой—область больших значений градиента функций в частности в гидродинамике область течения вязкой жидкости газа с малой по сравнению с продольными размерами поперечной толщин...Математическая энциклопедия
пограничный слой—В гидродинамике тонкий слой жидкости непосредственно прилегающий к обтекаемому телу внутри П. С. скорость резко изменяется от нуля на поверхности тела до некоторого коне...Метеорологический словарь
пограничный слой—Пограничный слой тонкий слой движущейся жидкости газа у поверхности обтекаемого твердого тела. Скорость частиц жидкости на поверхности тела равна нулю а на внешней границ...Морской словарь
пограничный слой—шекаралы абат...Орысша-қазақша «Ауыл шаруашылығы» терминологиялық сөздік
пограничный слой—couche de frottement couche limite...Политехнический русско-французский словарь
пограничный слой—boundary layer...Русско-английский аэрокосмический словарь
пограничный слой—между двумя материалами interface...Русско-английский машиностроительный словарь
пограничный слой—boundary layer...Русско-английский морской словарь
пограничный слой—boundary layer метео boundary layer...Русско-английский политехнический словарь
пограничный слой—boundary layer...Русско-английский словарь по авиации
пограничный слой—boundary layer...Русско-английский словарь по машиностроению
пограничный слой—boundary layer...Русско-английский словарь по нефти и газу
пограничный слой—boundary layer...Русско-английский словарь по физике
пограничный слой—boundary layer...Русско-английский словарь по электронике
пограничный слой—m boundary layer...Русско-английский словарь стекольной промышленности
пограничный слой—boundary layer...Русско-английский технический словарь
пограничный слой—boundary layer...Русско-английский химический словарь
пограничный слой—strato confinario limite...Русско-итальянский политехнический словарь
пограничный слой—биол.i шекаралы абат...Русско-казахский терминологический словарь «Биология»
пограничный слой—шект абат...Русско-казахский терминологический словарь «Водное хозяйство»
пограничный слой—шекаралы абат...Русско-казахский терминологический словарь «Пищевая промышленность и бытовое обслуживание»
пограничный слой—Grenzschicht Grenzschichtstrmung...Русско-немецкий политехнический словарь
пограничный слой—Grenzflchenschicht Grenzschicht...Русско-немецкий словарь по химии и химической технологии
пограничный слой—мGrenzschicht fem...Русско-немецкий словарь стекольной промышленности
пограничный слой—Grenzflchenschicht Grenzschicht...Русско-немецкий химический словарь
пограничный слой—примежовий шар...Русско-украинский политехнический словарь
пограничный слой—couche limitante...Русско-французский медицинский словарь
пограничный слой—couche frontire couche limite couche de transition substrat...Русско-французский словарь по химии
пограничный слой—mezn vrstva...Русско-чешский словарь
пограничный слой—ПОГРАНИЧНЫЙ СЛОЙ тонкая область течения вязкой жидкости газа которая образуется у поверхности обтекаемого ею твердого тела или на границе раздела двух потоков жидкости с ...Современный энциклопедический словарь
пограничный слой—область течения вязкой жидкости газа с малой по сравнению с продольными размерами поперечной толщиной образующаяся у поверхности обтекаемого тв. тела у стен канала по кро...Физическая энциклопедия
пограничный слой—ПОГРАНИЧНЫЙ СЛОЙ тонкая область течения вязкой жидкости газа которая образуется у поверхности обтекаемого ею твердого тела или на границе раздела двух потоков жидкости с...Энциклопедический словарь естествознания
пограничный слой—Пограничный слой тонкий по сравнению с характерным линейным размером тела слой жидкости или газа прилегающий к тврдой поверхности в котором градиенты газодинамических пе...Энциклопедия «Авиация» (1998)
пограничный слой—Пограничный слой тонкий по сравнению с характерным линейным размером тела слой жидкости или газа прилегающий к тврдой поверхности в котором градиенты газодинамических пер...Энциклопедия техники