Патанкар С.В., Сполдинг Д.Б. - Тепло- и массообмен в пограничных слоях (1062125)
Текст из файла
С. ПАТАНКАР, Д. СПОЛДИНГ ТЕПЛО- И МАССООБМЕН В ПОГРАНИЧНЫХ СЛОЯХ Перевод с английского канд. техк. наук 3. П. Шульмана н канд. техн. наук Г. О. Пуетын11ева Под редакцией акад. ЛН БССР А. В. Лыкова вЗНЕРГИяэ МОСКВА, 1971 С. Патанкар, Д. Сполдинг П лО Тепло- и массообмен н пограничных слоях. Пер. с англ. М,, «Знергияъ, 1971. 123 с, с ил. 3-3-2 357-70 6П2.2 6П2.2 П 20 УДК 536.24 В книге излагается сравнительно простой и аффективный инженерный метод численного решения нолпой системы уравнений пограни чного слов, позволяющий достаточно тосно рассчитывать сокротнвленне и теплсобмев поверхности обтекаемой ламннарным нли турбулентным высокоскороствым потопом газа прн учете вдува и отсоса.
Дается обширный справочный материал и программа машинного счета. Кант» рассгитана на шИрокий круг чнтателей, интересующихся а ротвявмп й н кона птпнны ~ теплптассоперепосом Неа! апс! Мааб Тгапв1ег !п Воппбагу Вауегв Ь. Ч. Ра!ап!саг, В. В. Бра!г!1пн Могиап-ьтгагпр1ап, ЕОП6ОП, 1967 ПРЕДИСЛОВИЕ РЕДАКТОРА РУССКОГО ПЕРЕВОДА Предлагаемая советскому читателю монография С. В. Патанкара и Д. Б. Сполдинга «Тепло- и массообмен в пограничных слоях» продолжает и развивает научные идеи выдающегося английского ученого в этой области знаний Д. Б. Сполдинга, знакомые советскому читателю по двум его предыдущим книгам, переводы которых на русский язык вышли в СССР сравнительно недавно («Основы теории горения», Госэнергоиздат, 1959 г.; «Конвективный массоперенос», изд-во «Энергия», 1965 г.) Отличительной чертой творческих поисков это~о талантливого и эрудированного исследователя является стремление создать достаточно точный и надежный, универсальный метод расчета самого обширного круга задач конвективного переноса импульса тепла и массы, одинаково приемлемый как для научных работников, так и для инженеров, работающих в различных отраслях техники и производства (авиация, энергетика, химическая н пищевая технология и др.).
В прошлом Д. Б. Сполдингу удалось разработать такой унифицированный инженерный расчетный метод, опирающийся на несложную модель потока Рейнольдса. Метод был по необходимости предельно упрощенным, поскольку его автор задался целью обойтись только средствами и приемами элементарной математики, отказавшись от привлечения аппарата математической физики и численного анализа. Вследствие этого Д. Б.
Сполдингу тогда пришлось отказаться от решения сложных дифференциальных уравнений переноса и использования эффективной теории пограничного слоя. Расчеты базировались на алгебраических соотношениях интегральных балансов сохрзпепия. Естественно, такой подход, несмотря на его универсальность, простоту и достушюсть для инженера, был все же ограниченным в своих возможностях н не позволял решать некоторые задачи совместного вынужденного тепло- и массообмена, представляющие интерес для новой техники. Разработка общей теории н унпфицнрованого расчетного метода, пригодного для решения плоских и пространственных задач ламинарпого и турбулентного пограничных слоев, свободных и пристенных струй — дело исключительно трудное, как в математическом, так и в физическом отношениях. Создание такого метода и внедрение его в расчетную практику — несомненный успех и большая заслуга Д.
Б. Сполдинга и сго ученика С. В. Патанкара. Важно отметить исключительные ясность, полноту и четкую продуманность отдельных деталей метода и расчетной схемы: как ее математических формулировок, так и физических гипотез, вплоть до подробной и отработанной вычислительной программы. Авторы не ограничились одним лишь разбором и описанием отдельных этапов и операпий расчета н всей процедуры в целом. В монографию включены решения новых и интересных задач, приведены обстоятельные сопоставления с самыми свежими экспериментальнымн исследованиями и фактами.
Мы полагаем, что книга явится весьма интересной, полезной и ценной для специалистов, интересующихся процессами конвективного тепло- и массопереноса, а также для широкого круга научных работников, преподавателеи, аспирантов и студентов теплофизического и теплоэнергетического профилей. Язык и стиль оригинала нелегки для перевода на русский язык, н переводчикам 3. П. РДульману и Г. Н. Пустынцеву пришлось преодолеть немало трудностей, чтобы с максима.чьной точностью изложить материал книги. А. В. Лыков ПРЕДИСЛОВИЕ Целью данной книги является более широкое ознакомление специалистов с недавно разработанным ее авторами методом расчета процессов переноса в пограничном слое.
Метод применим ко многим другим задачам, описываемым уравнениями параболического типа. В настоящей книге он используется для расчета установившихся двумерных пограничных слоев. Большая часть книги посвящена турбулентным течениям, однако с равным и даже большим успехом методом можно пользоваться для расчета ламинарных пограничных слоев. Новый метод основан на результатах многолетних исследований и разработок, выполненных авто- рамп в отделе термодинамики и механики жидкости инженерного факультета Имперского колледжа Лондонского университета. Основные принципы, положенные в основу этих разработок, и схема построения предлагаемого метода обсуждаются в ~ О.З введения. Мы выражаем благодарность тем нашим коллегам, чьи имена упоминаются в книге, к опыту н помощи которых мы прибегали, Нам также приятно выразить признательность господину П.
Дэйлу за помощь, оказанную нм при выполнении расчетов, и мисс М. П. Стилл за проведенную ею техническую работу прп подготовке рукописей и публикации данной книги. В процессе создания нового расчетного метода авторам пришлось преодолеть многочисленные трудности и ошибки. Справедливости рада отметим, что порядок изложения материала в книге и основное ее содержание заимствованы непосредственно из докторской диссертации одного из нас (С. В, Патанхара) и лишь введение было написано заново.
Остальная часть текста претерпела лишь незначи. тельные изменения, а программа машинного счета не изменялась вообще. Авторы ПЕРЕЧЕНЪ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ С а А А А А. А' Ь В В В' с 2.2-4 2 4-31 2.4.35 1.3-7 1АЧВ 2.7-2 2 2-4 2.4 3! 2 4-35 2.7-2 2.2-4 с, сг 2.4мН 2.4-35 2.2-4 4.1-1 1А-62 1А-77 1.3-17 2.4-13 2.4-20 2.5-20 2.5-24 1.,1-1 1.4-44 1 1-5 1.4-37 1.4-42 1 4-40 С С„ В, кг кг аз кг кг вг С й й+ Гг йэгг й Н 7 7+ о п йг, й, !гг К тг т 1.4-7 1.4-1 !.-1-7й 1А-22 1.4.83 2.6-4 2.5-22 т" М М Мь й Л' Р Р Р. Р Р. Рь Рг, Ра 1.1.3 1.4-6 1.4-24 4.1-2 1.4 66 2 4-3 2 4-7 2,4гй 1.1-1 1 4-76 1.4-81 имвол Смысл Номер формулн Группа коэффициентов при коцвективном члене Коэффициент в обшей записи конечно-разностного уравнения Коэффициент рэзностного уравнения для величины гг Коэффициент затухания в формуле Ван-Дриста Трансформированный коэффициент затухания Трансформированный коэффициент Группа коэффициентов при конвективном члене Коэффициент разностного уравнения Коэффициент разностного уравнения для величины и Трансформированный коэффвцнецт Группа коэффициентов прн члене диффузии Коэффициент сопротивления трения ( == 2г, рпас ) Осрсднеиный коэффициент сопротивления трения Коэффициеггт разностпого уравнения Коэффицпегп разностного уравнения для скорости и Члсп, обозначающий источник Постоянная интегрирования Постоянная интегрирования Параметр профильного градиента давления 1 руина коэффициентов, включаюгцих Р.
Коэффициенты в разностной записи конвсктивного члена Коэффидненты разностного выражения для члена дггфф!зпп Параметр в форзгуле для величины скольжения на вободной границе для динамической задачи Параметр в формуле для Вьвеличипы скольжения на свободной границе в тепловой и диффузионной задачах Удельная энтальпня Безразмерная энтальпия Энтальпия торможения Безразмерная энтальпия в адиабатических условиях Энтальпия адиабатической стенки Коэффициент восстановления для пристеночной области г 7 ИнтегГмл = — (Фц — фг) ) (ри) б'Нго 2 8-9 о Диффузионный поток в положительном у-направлении 1.4-2 Безразмерный поток 1.4-8 Полный поток через стенку 2.6-! Группа коэффициентов в выражении для линии симметрив 2.6-9 Константа пути перемещения 1 3-6 Ллгггга пути псремешивания 1В-5 Массовая доля химического 1-компонента 1.1-4 Безразмерная скорость массопереноса (удельная плотность массового потока) Массовый поток через границу Параметр массопереноса пгг-(К =— М!Кг Трансформированный параметр массопереноса Показатель степени Чьпрофиля вблизи свободной границы Число полос сетки поперек слоя Давление Безразмерный градиент давления =— Рг(К Сопротявленве лаггиггарного подслоя Постоянная интегрирования Коэффициенты конечно-разностного выра>кения коивсктивного члена Коэффициент конечно-разностиого выражения конвективного члена Коэффициенты конечно-разностного выражения конвективного члена Расстояние ог ~очки пограничного слоя до оси симметрии Число Рейнольдса для пристсночной области =— РКа Скорость генерирования (обнльность источника) химического /-вешества 13-! 3 зь зз, зз, лз 1.4-79 1.4-84 2.4-25 1.4-80 1.
4-85 1.4-90 5 5 5 см 51 Т и иь ив и. 3.2-2 1.1-2 1.4-5 1.4-17 2.8-5 х у ух уэ у, а у Л Р )хаь и изьф а~ гь Ф Фе Ф фмм *ф Подстрочные индексы ' 1.4-34 2.3-4 2.4-1 2 4-3 2.4-1 2.1-1 2.3-1 1.1.5 1.1-1 1,1-4 4.,1-8 1.4-1 1.3-8 2.4-1 2 4-18 2.4-18 4.3-6 Число Рейнольлса (= — роиох)ро) Безразмерное напряжение трения на стенке =з)Кз Коэффициенты в конечно-разностном выражении члена источника в уравнении движения Безоазмерный диффузионный поток = =5)Кз Величина 5. для оы:1 н одинаковых значений о!о~ Число Стантона Абсолютная температура Продольная составляющая скорости Безразмерная скорость = — Киь Скорость в узлах сетки, расположенных вниз по течению Составляющие скорости на стенке в положительном у-направления Группа символов в выражениях для граничных условий потоков Расстояние вдоль течения Расстояние, отсчитываемое от 1-гранины поперек линий тока Безразмерная ордината =: Ку+ Характеристическая толщина пограничного слоя Угол между направлением к н осью симметрии Показатель степени профиля скорости в пристенной области Показатель степени Ф-профиля в пристенной области Константа в законе пути перемешнвания Молекулярная 1ламипарная) вязкость жидкости Эффективная вязкость Плотность среды Молекулярное !ламинарное) число Прандтля илн Шмидта Эффективное число Прапдтля иля Шмидта Турбулентное число !Трандтля или Шмядта Местное напряжение трения Безразмерное напряжение тре~ия Обобщенный символ зависимой переменной Безразмерная величина ф =КФ+ Величина Ф.
для и~=! и одинаковых значений а)о, Функция тока Безразмерная функция тока ад Условия аднабатической стенки В Гранина, используемая в сеточных формулах 7) Точка ячейки сетки, расположенная ниже по течению Точки сетки, расположенные на той же ординате, что и П-точка при фиксирвсюаной абсцнссе х = х, Е Внешняя граница слоя 0 Свободная граница, условия во внешнем течении Д Указывает отношение к эптальпви 7 Внутренняя граница слоя / Относится к 1-компоненте хамического вещества отр Относится к отрыву пограничного слоя з Стенка Условия развитой турбулентности !7 Точка сетки, расположеннан выше по течению, нежели 0-точка Точки сетки, расположенные на тон же ординате, что и 17-точка при фиксированной абсциссе х = х, 0 Условия безградиентного протекания или отсутствия массопере.
Характеристики
Тип файла DJVU
Этот формат был создан для хранения отсканированных страниц книг в большом количестве. DJVU отлично справился с поставленной задачей, но увеличение места на всех устройствах позволили использовать вместо этого формата всё тот же PDF, хоть PDF занимает заметно больше места.
Даже здесь на студизбе мы конвертируем все файлы DJVU в PDF, чтобы Вам не пришлось думать о том, какой программой открыть ту или иную книгу.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
