Адиутори Е.Ф. - Новые методы в теплопередаче (1062108), страница 26
Текст из файла (страница 26)
Путем анализа результатов старой теории с помощью методов новой теории в течение нескольких минут можно установить, что ч слабо зависит от М и что корреляционные соотношения старой теории в действительности выражают, что ч при кажущейся сильной зависимости от М тождественно не зависит от этого параметра. Потребовалось 20 лет использования методов старой теории, чтобы прийти к выводу о том, что ч в сильной степени зависит от в. Путем анализа результатов старой теории с помощью методов новой теории в течение нескольких минут можно установить, что ч при кажущейся сильной зависимости от е тождественно не зависит от этого параметра. Потребовалось 20 лет использования методов старой теории, чтобы прийти к выводу о существовании двух режимов пленочного охлаждения: режима на малых расстояниях от щели, который обычно не описывается корреляционной зависимостью, и режима на больших расстояниях от щели, который обычно описывается степенной функцией.
Путем анализа результатов старой теории с помощью методов новой теории в течение нескольких минут можно установить, что те данные, на основании которых в старой теории сделан вывод о существовании двух режимов пленочного охлаждения, в действительности свидетельствуют о существовании только одного режима, который не описывается степенной зависимостью. Потребовалось 20 лет использования методов старой теории, чтобы сделать следующее наблюдение. "В настоящее время невозможно четко определить конкретные причины такого отклонения (имеется в виду отклонение экспериментальных точек от зависимости 91 н/Ме1, которые достигают +409". Путем анализа результатов старой теории с помощью методов новой теории в течение нескольких минут можно установить, что обобщение данных зависимостью ч1х/Ме! содержит подсознательное пред- Глава 6 1Я2 положение, что ч не зависит ни от М, ни от л. Таким образом, любое влияние М или л на ч будет способствовать увеличению отклонения (разброса) экспериментальных точек от обобщающей кривой.
Поскольку весьма вероятно, что М и л все же несколько влияют на величину ч, то, по-видимому, одна из "конкретных причин" возникновения указанных отклонений связана с тем, что авторы исследований обобщали свои результаты в предположении, что М и л несущественны, не подозревая о подобном подсознательном несформулированном предположении из-за иллюзорной природы безразмерных комплексов.
Безразмерные комплексы в новой теории В новой теории не используются безразмерные комплексы, такие, как числа Нуссельта, Рейнольдса, Прандтля М и ч. Что заменяет безразмерные комплексы в новой теории? В новой теории безразмерные комплексы заменяют физические параметры.
Мы разделяем безразмерные комплексы на отдельные физические параметры и следим за тем, чтобы они употреблялись в подлинном виде, те. не позволяем им затеряться в безразмерных комплексах, которые формируются из более важных физических параметров. Мы утверждаем, что во всех экспернментальных работах, корреляциях, конструктивных проработках и расчетах основное внимание должно уделяться физическим параметрам и тогда вполне можно обойтись без безразмерных комплексов и размерных групп, подобных Ь. Безразмерные комплексы представляют собой комбинации физических параметров, а мы считаем, что каждым параметром следует пользоваться отдельно.
В случае пленочного охлаждения трудности определения действительного характера изменения эффективности ч в основном были связаны с применением безразмерного комплекса М. В новой теории мы им не пользуемся, т.е. разделяем параметры, из которых он состоит. Как только мы справимся с этой простой задачей, сразу станет очевидным, что все сделанное за 20 лет с помощью старой теории не соответствует действительности, т.е. истинный характер пленочного охлаждения был практически противоположным принятому его истолкованию вследствие недостатков старой теории.
Конвекимл и мевод рялмериосвей 143 Мы обсуждаем сейчас вопрос о безразмерных комплексах подобно тому, как ранее обсуждали вопрос об Ь. Таким образом, мы возршцаемся к старой теме, но рассматриваем ее гораздо шире. Ранее рассматривались только 4 и дТ. Вопрос состоял в том, нужно ли объединять о и дТ в Ь. Теперь мы рассматриваем все физические параметры. И вопрос состоит в том, следует ли их объединять в безразмерные комплексы.
В новой теории теплопередачи мы отвергаем безразмерные комплексы и возращаемся к физическим параметрам. Мы настаиваем на использовании физических параметров и не согласны на введение никаких их заменителей, ни размерных, ни безразмерных. СТЕПЕННЫЕ ЗАКОНЫ И ГРАФИКИ В ЛОГАРИФМИЧЕСКИХ КООРДИНАТАХ В НОВОЙ ТЕОРИИ В старой теории для обобщения фактически всех явлений использовались так называемые степенные функции, которые на графиках в логарифмических координатах, естественно, изображаются прямыми линиями.
В новой теории степенные функции рассматриваются наравне со всеми остальными математическими функциями. Если экспериментальные данные представлены в логарифмических координатах, то мы уже не стараемся доказать, что можно провести прямую линию хотя бы через часть точек, соответствующую какому-то ограниченному режиму течения.
Вместо этого мы признаем, что для каждого эксперимента существует своя форма корреляционной зависимости, т.е. форма корреляционной зависимости определяется экспериментальными данными. Мы не видим причин, по которым в природе должны преобладать степенные функции. (Более подробно этот вопрос будет рассмотрен в гл. 7.) АПРИОРНЫЙ АНАЛИЗ В НОВОЙ ТЕОРИИ В старой теплопередаче априорный анализ является важнейшей частью исследования и имеет много сторонников.
Поэтому в старой теории часто ставится вопрос: "Как экспериментальные данные согласуются с теорией?" В новой теплопередаче априорный анализ является несущественным и носит лишь предположительный характер. Поэтому в новой теплопередаче можно ожидать вопросы типа: "Как теория согласуется с Глава б 144 экспериментальными данными?", "Подтверждает ли эксперимент теорию?" В новой теплопередаче с помощью априорного анализа должны разрешаться простые и более или менее очевидные вопросы. Например, мы обычно отмечаем, что ч изменяется от 1 до 0, и заключаем, что корреляционные зависимости должны быть ограничены теми же пределами. (Иллюстрацией может служить соотношение (6.29), которое является очень простым и хорошо обобщает данные в диапазоне изменения ч от 0 до 1,0.) ЗАКЛЮЧЕНИЕ 1.
В новой теории корреляционные зависимости для однофазной среды сохраняют форму соотношений (6.4), (6.6), (6.10) и (6.13), до тех пор пока не будут получены новые корреляционные соотношения. 2. Не используются безразмерные комплексы, которые заменяются физическими параметрами.
3. Не применяется априорный анализ для получения безразмерных комплексов и корреляционных зависимостей. Он используется теперь для решения простых, более или менее очевидных вопросов. 4. Редко применяются степенные зависимости и графики в логарифмических координатах. ЗАКЛЮЧИТЕЛЬНЫЕ ЗАМЕЧАНИЯ Я сознаю, что для некоторых будет неприятна моя критическая оценка широко признанных результатов исследований Вигхардта, Себана, а также Хартнета, Виркебака и Зккерта. В качестве обьяснения замечу, что на протяжении многих десятилетий метод размерностей и безразмерные комплексы широко применялись в старой теории теплопередачи.
Поэтому было бы наивно полагать, что от них можно легко отказаться без конкретного доказательства их бесполезности. Молвив было бм ограничиться лишь общим обсуждением, но тогда дискуссия не была бы научной, так как отсутствовали бы конкретные доказательства того, что метод размерностей и безразмерные комплексы лишь вводят в заблуждение и скорее мешают, чем способствуют пониманию. Отказ от метода размерностей и безразмерных групп является большим шагом впередв развитии теории теплопередачи и инженерной 145 Конвекянл н меиод размерносией практики. Я надеюсь, что эта глава станет смертным приговором для тех концепций старой теории, которые известны как "метод раз- мерностей" и "безразмерные комплексы". Обозначения С г О Ь удельная теплоемкость; массовый расход; высота щели или коэффициент теплоотдачи; 5 вг е пе число Дженнера (см.
выражение (6.11); высота щели (см. фиг. 6.2); скорость или напряжение; массовый расход охладителя через единицу длины щели; расстояние (см. фиг. 6.2); температурный коэффициент объемного расширения; эффективность пленочного охлаждения, см. выражение (6.15); коэффициент вязкости; плотность. р ч п Р Индексы се — адиабатическая стенка; м — основной поток; — кромка щели. Литература 10-1003 1. Хартнет Дж.П., Биркебак Р,К., Эккерт Э.Р.Г., Анализ основных характеристик турбулентного пограничного слоя с подачей воздуха через тангенциальную щель,вТруды Амер.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
