6.24. Распределение давления на цилиндре.
Для вычисления скорости в точке
на цилиндре мы имеем соотношение
Следовательно,
Таким образом, величина
достигает максимума при
скорость в этих точках равна
т. е. удвоенной скорости течения на бесконечности.
Итак, скорость имеет наибольшую величину в точках
в которых диаметр, перпендикулярный направлению течения на бесконечности, пересекает контур цилиндра (рис. 107).
Из формулы (1) следует также, Что скорость в точке
на цилиндре пропорциональна площади треугольника
Если обозначить через
давление на бесконечности, то для величины гидродинамического давления в точке на поверхности цилиндра теорема Бернулли дает нам следующее выражение:
или
Рис. 107.
Мы можем представить это распределение давления на полярной диаграмме, на которой давление в каждой точке измеряется длиной отрезка, отложенного на радиусе, проведенном через данную точку. При этом давление на бесконечности
измеряется длиной радиуса цилиндра а. В этом случае мы видим (рис. 108), что в точках
полярные углы 8 которых равны 30, 150, 210, 330°, давление равно
На дугах
давление превосходит величину
причем максимум избыточного давления равен
и достигается в точках
На дугах
давление меньше
и максимум отрицательного избыточного давления равен
и достигается в точках
Диаграмма давления симметрична, давления в точках с полярными углами
равны, так что равнодействующая гидродинамических сил
давления, действующих на цилиндр, равна нулю. Эти результаты согласуются с экспериментом только на передней части цилиндра
на остальных частях поверхности цилиндра действительные давления, вообще говоря, меньше приведенного на диаграмме.
Рис. 108.