БОЛЬШАЯ СОВЕТСКАЯ ЭНЦИКЛОПЕДИЯ, БСЭ БОЛЬШАЯ СОВЕТСКАЯ ЭНЦИКЛОПЕДИЯ, БСЭ
Навигация:

Библиотека DJVU
Photogallery

БСЭ

Статистика:


Вихревое движение

Значение слова "Вихревое движение" в Большой Советской Энциклопедии


Вихревое движение, движение жидкости или газа, при котором их малые элементы (частицы) перемещаются не только поступательно, но и вращаются около некоторой мгновенной оси.

  Подавляющее
Рис. 3. Скорости, сообщаемые друг другу двумя плоскими вихрями.
большинство течений жидкости и газа, которые происходят в природе или осуществляются в технике, представляет собой Вихревое движение Например, движение воды в трубе всегда является Вихревое движение как в случае ламинарного течения, так и в случае турбулентного течения. Вращение элементарных объёмов обусловлено здесь тем, что на поверхности стенки из-за прилипания жидкости скорость её равна нулю, а при удалении от стенок быстро возрастает, так что скорости соседних слоёв значительно отличаются друг от друга. В результате тормозящего действия нижнего слоя и ускоряющего действия верхнего (рис. 1) возникает вращение частиц, т. е. имеет место Вихревое движение Примерами Вихревое движение являются: вихри воздуха в атмосфере, которые часто принимают огромные размеры и образуют смерчи и циклоны; водяные вихри, которые образуются сзади устоев моста; воронки в воде реки и т.д.

  Количественно Вихревое движение можно охарактеризовать вектором w угловой скорости вращения частиц, который зависит от координат точки в потоке и от времени. Вектор w называется вихрем среды в данной точке; если w = 0 в некоторой области течения, то в этой области течение безвихревое. Вращающиеся частицы среды могут образовывать вихревые трубки (рис. 2) или отдельные слои. Вихревая трубка не может иметь внутри жидкости ни начала, ни конца; она или может быть замкнутой (вихревое кольцо), или должна иметь начало и конец на границах жидкости (например, на поверхности обтекаемого тела; на поверхности сосуда, внутри которого заключена жидкость; на поверхности земли — в случае смерчей, на поверхности воды или на дне реки — в случае вихрей в текущей воде и т.п.).

  Присутствие в жидкости вихрей вызывает появление в ней добавочных скоростей. При наличии в жидкости системы вихрей они влияют на движение друг друга. Так, например, 2 вихря (рис. 3) равной по величине и противоположной по знаку интенсивности Г сообщают друг другу равные по величине и одинаково направленные скорости v, т. е. движутся поступательно; 2 вихря, имеющие одинаковые по абсолютной величине и знаку интенсивности, вращаются вокруг оси, проходящей через середину расстояний между ними.

  Если 2 вихревых кольца имеют общую ось (рис. 4) и одинаковое направление вращения, то переднее кольцо вследствие скоростей, сообщаемых задним, увеличивается в диаметре и замедляется; заднее при этом уменьшается в диаметре, проходит сквозь переднее, т. е. они меняются местами, и весь процесс начинается сначала («игра» вихревых колец).

  Во всякой вязкой жидкости действуют силы трения, в результате которых вихри меняют свою интенсивность — постепенно затухают. Т. к. вода и особенно воздух имеют малую вязкость, то в них вихри могут сохраняться довольно долгое время; например, смерчи иногда перемещаются на большие расстояния. В среде, лишённой вязкости (идеальная жидкость), вихри не могли бы ни появляться вновь, ни затухать. В средах с малой вязкостью (вода, воздух) Вихревое движение возникает в тех частях течения, где сила вязкости всего сильнее проявляется, — в слое вблизи поверхности обтекаемого тела, в так называемом пограничном слое, заполненном сильно завихренной средой. Вихри пограничного слоя сбегают с поверхности обтекаемого тела и создают за этим телом след в форме тех или иных образований (вихревых слоёв или вихревых дорожек). Вихри, возникающие при движении тела в среде, определяют значительную часть подъёмной силы и силы лобового сопротивления, действующих на него. Поэтому изучение Вихревое движение имеет большое значение для расчёта и конструирования крыльев самолётов, воздушных винтов, лопаток турбин и т.д.

 

  Лит.: Прандтль Л., Гидроаэромеханика, пер. с нем., 2 изд., М., 1951; Фабрикант Н. Я., Аэродинамика, М., 1964.

Рис. 3. Скорости, сообщаемые друг другу двумя плоскими вихрями.
Рис. 3. Скорости, сообщаемые друг другу двумя плоскими вихрями.


Рис. 2. Вихревые трубки.
Рис. 2. Вихревые трубки.


Рис. 4. Взаимодействие вихревых колец.
Рис. 4. Взаимодействие вихревых колец.


Рис. 1. Распределение скорости v по сечению трубы; элементарные объёмы вращаются, как показано стрелками.
Рис. 1. Распределение скорости v по сечению трубы; элементарные объёмы вращаются, как показано стрелками.


В Большой Советской Энциклопедии рядом со словом "Вихревое движение"

Вихревая топка | Буква "В" | В начало | Буквосочетание "ВИ" | Академия сельскохозяйственных наук


Статья про слово "Вихревое движение" в Большой Советской Энциклопедии была прочитана 4162 раз


Интересное