Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Патанкар С. -> "Тепло и массообмен в пограничных слоях " -> 10

Тепло и массообмен в пограничных слоях - Патанкар С.

Патанкар С., Сполдинг Д. Тепло и массообмен в пограничных слоях — М.: Энергия , 1971. — 128 c.
Скачать (прямая ссылка): teplomassoobmenvpogransloyah1971.djvu
Предыдущая << 1 .. 4 5 6 7 8 9 < 10 > 11 12 13 14 15 16 .. 76 >> Следующая

Новый метод позволял по крайней мере решить вышеупомянутую задачу и обладал другими преимуществами. Все же его популярность была непродолжительной по следующим причинам:
а) метод не позволяет вычислить касательные напряжения у стенки;
б) допущение об однородности свойств жидкости ограничивает применимость метода;
в) опыт в конечном счете показывает, что на практике редко встречаются задачи, где требование постоянства касательных напряжений в пристеночной области выполнялось бы удовлетворительно.
Как показано в работах Бэка и Себана [Л. 4], Маккарти и Хартнетта [Л. 59], для ряда практических задач теория давала предсказания не лучше предсказаний, даваемых другими, гораздо менее сложными теориями.
Попытка освободить теорию от одного из ее ограничений, а именно от допущения однородности касательных напряжений поперек слоя, была сделана Хаттоном [Л. 43, 44]. Вместе с этим, однако, исчезла возможность строить сложные решения наложением нескольких основных простых функций, и дифференциальное уравнение в частных производных необходимо было решать численно для каждой конкретной задачи.
Сам Хаттон не располагал вполне удовлетворительным методом расчета характеристик гидродинамической части слоя. Позднее расчет был усовершенствован Двораком и Хэдом [Л. 23], которые объединили ранние методы расчета гидродинамического слоя Хэда с методом Хаттона для температурного слоя.
Первый вариант «унифицированной теории». Следующим шагом на пути усовершенствования метода явилась теория, опубликованная в 1964 г. [Л. 106]. К этому времени идея универсальности укрепилась у одного из авторов данной книги и всецело завладела им в процессе перевода книги Кутателадзе и Леонтьева [Л. 53]. Цель состояла в создании метода, позволяющего предсказать развитие гидродинамического и теплового слоев на стенках, шероховатых и проницаемых, при наличии максимумов у профилей скорости и температуры с учетом переменных физических свойств среды.
Метод должен сочетать достоинства интегрально-параметрического и явно интегрального методов.
Были заимствованы и обобщены двухпараметрические профили, предложенные Ротта [Л. 91], Россом и Робертсоном [Л. 92] и Коулсом [Л. 19]; параметры профилей вычислялись из весовых интегральных уравнений после обращения матрицы. Гипотезу эффективной вязкости заменил эмпирический закон увлечения через границу слоя. Его отличает от закона Хэда то, что скорость увлечения через границу слоя связана с одним из параметров профиля, а не с формфактором.
Профили выражаются в виде суммы двух составляющих, одна из которых описывает движение в пограничном слое в куэттовском приближении, а другая характеризует течение жидкости в следе или струе. Первая составляющая включает учет таких факторов, как шероховатость, массоперенос через стенку и конвективный теплоперенос при различных числах Прандтля. Это стало возможным благодаря знаниям, приобретенным в процессе создания предшествующих расчетов, которые, хотя и были непригодны для обширных теоретических исследований, все же расчищали путь для многих последующих разработок. Несколько дополнительных примеров этого скачкообразного процесса развития будет приведено ниже.
На этой теоретической основе удалось выполнить удовлетворительные расчеты многих задач гидродинамического и теплового пристеночных пограничных слоев.
Николл и Эскудиер [Л. 68] усовершенствовали функцию увлечения для слоев с профилями скорости монотонными (без экстремума) и немонотонными (с максимумом). Данхэм [Л. 22] нашел интересное приложение метода к обтеканию цилиндра при наличии пристеночной струи, направленной вдоль поверхности цилиндра.
Однако и этой теории были присущи некоторые дефекты: недостаточная гибкость профилей и плохая их приспособляемость по всем представляющим интерес термическим граничным условиям, отсутствие экспериментальных данных относительно влияния на функцию увлечения переменной плотности; закон увлечения, очевидно, несправедлив
2-1496 17
для пограничных слоев, смыкающихся, например, на оси грубы в конце входного участка. В то же время концепция увлечения через границу слоя еще не настолько прочно укоренилась в гидромеханике, чтобы привлечь широкий интерес специалистов и создать у них необходимую уверенность в ней.
Применение уравнения дефицита кинетической энергии. Попытка связать закон увлечения жидкости через границу слоя с хорошо апробированной концепцией гидромеханики ознаменовала новый поворот в развитии теории.
В качестве первого шага на этом пути, пусть с помощью косвенных аргументов, предстояло установить количественную связь безразмерной скорости увлечения через границу слоя с безразмерным диссипативным интегралом, введенным впервые Трукенбродтом [J1. 124] и др. Как было показано в работе [J1. 107], эта зависимость весьма близка к линейной.
Попутно удалось выяснить причины неудовлетворительности явно интегральных методов, базирующихся на уравнении кинетической энергии; использовавшаяся до тех пор эмпирическая функция основывалась на недостаточном количестве экспериментальных данных, которые к тому же были обобщены неверным образом.
Предыдущая << 1 .. 4 5 6 7 8 9 < 10 > 11 12 13 14 15 16 .. 76 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed