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邊界層脫離壁面,同時出現(xiàn)回流,大旋渦的現(xiàn)象稱為邊界層分離(圖2-15)。
1.分離的原因
在外勢流沿流向不斷增壓(dp/dx>0)的情況下,邊界層內(nèi)流體質(zhì)點的動能,一方面因克服粘性力做功而消耗,另一方面不斷轉(zhuǎn)化為壓力能。因此,各質(zhì)點的動能沿流程越來越小。直到在某一點(圖2-15),zui靠近壁面的流體質(zhì)點的動能降為零而停滯下來。在此以后,靠近壁面較遠的流體質(zhì)點,在與流動方向相反的壓力差作用下被迫倒流。但是,離壁面較遠的邊界層內(nèi)的流體質(zhì)點,仍有一定的動能而繼續(xù)前進。由于這種方向相反的流動作用,形成回流和大旋渦,邊界層被迫擠離壁面而發(fā)生分離。
圖2-15 邊界層的分離
2.分離的結(jié)果
在分離區(qū)及其附近,由外勢流求得的壁面上的壓力分布與實際壓力分布相差很大,因此,不能應用由外勢流計算所得到的壁面壓力分布,使物體阻力劇增,而升力削減。
由于邊界層的分離會引起旋轉(zhuǎn)機泵的失速,進一步引起喘振、顫振和旋轉(zhuǎn)失速等不穩(wěn)定工況,從而使密封也發(fā)生振動。
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