teplomassoobmen_Grigoriev (520573), страница 26
Текст из файла (страница 26)
То!на 'га Са ал 'Ч 32 = а2. аз 2. 01С в задаче 5. ючеютсл от резуна" '.,Ф 7 дите формулу дл» ! ф„~! .,((фл энергии дл» гюгрв.:Быт' Ьгрф)' ничиые усаавиа бу- $ О(юлиании Л =- Б,ГБ. Зависимости 6)йа =яЧ ) и а„Го =)2(Ч) полетаевы в интегральное соотношение Крупилина (см Ь 5.В). После преобразаеаштй получим уравнение 2 2 42 3 бб а 2Б Л вЂ” + 2 Ь вЂ” .= 10 —, дх бт а 1ле а - температурапровоггнасть жюкастн.
Толшинв линамическаго нотр»пичного слон Б быгл найдена в замше 5. Име» это в зилу, аалучвел уравнение ллв определенна )с 3 2 ба !3 1 Л +42х — =.— —. дх И Рг' диналги некий ппграничный сжш нарастает с саьюго начал» абтекани» пг3астины (х — О), а тепловой -- с сечении х =.
б ппэтаму л = О ари Б Интегрируя(5.57), находим пх гш 1, зг гб' зг"т '3 Нн„= — = 6,332йе„рг 3! — 1-! Залача репгена. Видно, если Ь:. О, та полученная формул» имеет такай ш вна, как н в задаче Польгаузан» (см. Ь 5.5). улова ассмо» ТУРНУЛЖНТНЫЙ ИОТРАНИЧИЫЙ СЛОЙ 6.!. Развитие петр»аниного сток прн иродольмом обтекании пяасгииь! Ирн обтекании тонкой гщастины в начальной сс части образуегс» лама .)5,, Н»РГЩЩ ПОГРаин*ЩЫй СЛОН, ДЛ» КетОРОЮ СПРа»ЕЛЛИЕ» тсОРИЯ, Рааыптйсюпз() ная в гл. 5.
Иэ этой теории, в частности„следует, ща толщина ли»амина:,~'бР! ского пог!аничков с»оя 6 зависит от прозгагьиой координаты х, скорости *.,ф' потока п н еязкости ч, причем 5х (з 1!з 6 — = 5~ — х Таким образом, тол!пинай - * . Как было показано выше (см. 6 5.5), «с- "1 мэ эффипнснт тспжютдачи лля нзотермнчсской пластины П, = сспм) а - х . 8( -гт! Опыты локазыаают, что указанные законы изменения 6 и и справедли- Р! вы лишь до опредеюниого (крнтичсс»ого) значения числа Ке = К, '$ $1 где Кс,л 1.= и х 1)ч. Тпчю, соотнетст»ующая каорлинате х .= гюг, яал»ется точкой перехода 11 к турбулсггтнсь~у )мжнму течения в пограничном «лню В тачке х = х„се-. ' рг рехол закан*гиаасгся, и далее нмссг место турбулснтныр ппгрэиичный свой Таким образом, область потока вблизи ли»ар»ности пастилы в об- '~,м щсм случ»с мо»гно раэбигь на три полобзасти: лачинарный (О < х < к ), '.ыН(1 Р1 переходный (х„г 5 х < «„т) и турбулсатный (» Д к ) пограничные слои .*-' Ч Р РЭ (рис 6.1).
Кгюрлииаты критических точек х„! и х,э »гожие определил, эюм К „! Ке, т Ит пньпав следует, что значения Ке ! и Кс „из- .Р! *,Рт меняююя а довольяа широких прела»ах н зависят от значения à — степени ту)булентнсстн (степени возмущения) набсгмощсщ потока; ,э ,з 1 о' г о' + о' Тл =— е 3 тле о,', о "и о.' — пульсапяи составляющих с»прости о, о — усредненная по времени с»оргию нотою 188 4 з О О.е О,т 1,1 1, Зависимости Ре„г и Ре„„э от Т показана на рис бй. Критические значения чисел Рейнольдса зависят также щ шероховатости пластннн, причем лэя пыре»о»агой пластины «рщическне числа Рсйющьлса меньше, чем лля пжлюй.
Прн обтекании пластины с нцюстюочио острой передней кромкой с самого начала может иметь место турбущитиьщ пограничный слой (ламин»рная и перекодная эоны в этом случае стсутст»уют) Псрехсдная зона пограничного слоя стличасгся лера слюсксстью течения: в лаиной области потока оно может быть либо лачниариым, либо турбулентным.
По мере приближения к точке х = к„з время сущсстэоваипв липин»рното ремами те юнна стремится к нулю. Коэффипиент псрсмсжаемссти у, характеризующий долю еременн сущсстеованкя турбулентною жима течения, в области х <г 5х э изменяется следующим обре- !ж "Р! Р зом. О < у < 1. Н инженерных расчетах, ие требующих Гюэьшой темности, обзасп; иеРг ол а парного по~раиичнап слав ктурбулснтнпму можно сануть а олпу точку к .= х, и очи.гап„по Р з Ке, = — "8=5 ° 16. ХР Гогла собл»сгиб х 5»„коэффипиенты теплоопмчн и трения рассчи- Р э»гадют по формулам спрааеллнэым для па»гни»рното пограничного слоя, я» «О»ости х > х — - пс форму!щи, с«рааедлнаым лл» турбулеатнога гю- ю" граничного слоя.
189 Дл«определения тоюпапы ту«булан наго сноп служгп формула б =- 0 326 = 0,32~ — '~ ' '"'. Ке Из (62) вилис„что турбупс«тный пограничный слой растет быстрее «а. мннарнпго. Ипгснение режима течения в опграничнсм слое можно обьяснить еле-:,"5«,; дующим обратом. При спюситсльно малых 1ислах Кс„'жминарипе да«же- " Г(> нне вяткой жил«сети >с~ойчнво к мнлым и «о«очным возмущениям 1(ри юом возникшие в патоке всэмущения эа счет де«сиги» сиэ вязкости тату«агат. с упспнчснием косрдннгпы к растет юлошнв сшраничного сл »Е умен«маете» градиент скорости, всвязи с чем действие сил вязкости сл - 343, беваст. Роль же инсрцисннык сил, стрсмяшихс» дестабилизировать поток жнлкости, во>растает.
11Ри определенном энвчснии Кс =- Ке, движение становится иеусгойчквым и иестационарным. Потеря устойчивости сспрс-:,,""' всждаетсн появлением аоэму1лающего (пулшшшониого) дниженив, которое щкладышегш нв стационарный латок жидкости. Вначале пульсацгю«-,,'„фт, нос даюкенис — периодическое. Опилке с ростом Кс„ампяитугш первого «юу ппявнвшегсся волну«1аюшего движсии» воэрастает, н оно самс становится ' кэйт неустойчивым. На него накладывав ге» нпвсс (второе) вотыущаюгдсе лвижение, на второе — третье и тд. В юнце концов паны«лис приобретает слпжный и запутанный характер, что состветсгвуег турбу«1ентному ппграничному слою.
щбг урбу ентн едэнжс руба прнбл нн, кнс Ш д юю в«лен -:,.'**,;У аь ншрннч юсю ушмпр,хэр кгпнэу ш с й смн«н сдан«с не,шк «друже, крп»хпэ~мршг тусредвснн гл юх няя,аэа с нср л. огш» .Й' с шмсмапвтэба Посшдннеперсл хгэн р яюе г мсв ш мантр тд йсалучае 1 кыши лисс пня к вепгчсс й э ер ин юш * н. с,тювю р боты 'Вфеы' шм ~плюхая мх лэвжп и ( пюесю эш вю сюг п срсюв а "ч) тс л «ю«1 не> В турбулентном пшраничном аюе профиль ско(хюти более зпнолнен, ч см а ламинарном (см. Рис. 6.1) Вследствие интенсивного оеремсшнванля а основной чести турбулентного нотр»и«чище ело» скорость жилкостн изменяется незначительно.
Резкое изменение с«ерш«и набяюласгся лишь а сбласпг, прнмыкюощсй к поверхности гшастины Тах каь злесь ш> к каь злесь градиент щк скорости Гюльшс, чем в ламинарном ~юграничном слое, перекоп ктурбч эг лентнсму рвжньгу течсн я сопровождается рос«о«с напряженна трения иа стенке о, Друпгми словами, гилрэвлическос сппротнэлснис прп турбу- 1«О лснтном режиме выше, чем при ламинарном. Увеличение сипы сопротивления имеет своим следствием тот факт, что «инетичшка» энергия лоп ка г. Ростим к быстро уменьшаегся. В реэулшатс оказывается, чтп толщина гурбулснтного пограничного слоя, как указывалась еышс, растет быстрее, чем го»шина ламинаргюго. Рост тоггпгиггы ппграннчнсго сто» (нак лвминярного, тэк и турбулентного) привспит к уме«мнению г>ждиснта с«арпи в пристенной области и нащиию юнрчженин трения и с увеличением «сординаты я.
Если для ыа -111 ламин»рното пограничнсюслов и -«, толля турбулентншоп -х Укаэаяныс сссбснгкюти турбулентного нпграничного свсн отражаются н» прпцсесо конвеюивипго тселосбмсна. Всгжлствне интенсивного перемешиюнгш в основной части слоя распрепелеипе температуры оп нсрмжчи х пластине близю к равномерному. Большие грел«питы температуры иаблюлаютс» лишь в пргютсннпй области потока. В не«ем н(юфиль температуры (при Рг = 1) гюдобен профилю скорости. Отсюдд следует, что платность теплового попжв 1 (или юэффицлент тсплсотдачи а) ведет себя так, «ак но«атано нв рвс. 6.3. В обнести ламинарного пшраипчнсго стоя мссщый коэффициент те~>1согдачи прн обтекании явястнны (Т, —. сапы) можно рассчитать шг фсрьгулс (см. б 5.5) Нн„= 0,332йе„рг 11> 111 (6.2) в в абяаспгтурбулентногс ппграничною слоя — гю формуле Н: КбйрбйсОЯР а4 (6.3) формула (6.3) будет выведена ниже (см.
б 6.5). Вели юлано условие 4, = союг, то вместо (6.2) слелуег взять формул> (6.3а) Нн„= 0,46 Ке Рг Для зурбулснтного пщраии гною ело» при Рг > 0,5 граничное услевщ '.!!з' .' на стенке слабо влияет на значение и, поэтому прибвизксиип можно очи тип„чзо формула (6 3) спраледлива «ак прн У,' = сонэ!, вк и при 4, —. еопщ В переходной обнести пограничного слоя (к„г 5 х < к з) теплпотдачу ',,':,. можно рассчитать, учипщая «оэффициснт ларсмежаемтжти у, который рь вен нулю, велик - х„г, и равен ели«иле, если к . х„э 1!рибтижснно можно считать, что в области к„г < х < х,з рг 5 х — хя к Г» и от тг»1г. Тогда в персхолипй области а(х) = а»(х)(! — Т) п„(х)у, где а„(х) рассчитывмпся ~ю (62) или (6.3а) при данном значении к, а п,(х) — ло (63) при том зке значении х.
Значеии«хщ! их запрелелнютсяпой» !ийе, з,ьогорыедолжны '."~', соатветстапивгь заданной степени турбулентности набсгагащещ потока 6.2. Етруктуря турбулентнаге ног риннчнощ слоя Турбулентный пограничнмй слой нежно разбить на лес части' ва)хрен- )э~~~' икао и внешнюю. Если ао внешней части наблюдать за режимом двнжени», го мпжнп обгмружиы, по ои является турбулентным толька в течение вре- исни тп в в ссгщыюе время т„— - ламинарным. Это ншюнне (см О 6.1) «а- ракюризуегся коэффишюнтом переьгюкщмости уг 43( т, у=,— ' Оп«паз показывагот, что у практически равно спинное при у < 0,46 (у— расстояние от стенки; 6 — толщина пщ рани«ного слон) и равно нулю прк у 2 1,26 (рнс.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
