Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Патанкар С. -> "Тепло и массообмен в пограничных слоях " -> 11

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 .. 5 6 7 8 9 10 < 11 > 12 13 14 15 16 17 .. 76 >> Следующая

В итоге метод стал базироваться на уравнении кинетической энергии вместо проинтегрированного уравнения неразрывности и па усовершенствованном выражении для диссипативного интеграла вместо функции увлечения жидкости через границу слоя при сохранении в то же время двухпараметричности профилей. Это позволило развить теорию, свободную от некоторых недостатков, присущих первому варианту «унифицированной теории». Все же не удалось устранить другие недостатки, а методика вычислений по-прежнему оставалась гибридом интегрально-параметрической и явно интегральной процедур.
Следующий шаг состоял в устранении гибридного характера теории: фактически с этого момента произошло раздвоение пути совершенствования теории. Строгим явно интегральному и интегрально-параметрическому методам было представлено право на самостоятельное существование.
Явно интегральный метод. Если функция диссипативного интеграла получена из опытов и задача ограничена главным образом гидродинамическим пограничным слоем с постоянными свойствами, то отпадает необходимость в сохранении неудобств, связанных с допущением относительно профиля. В этом случае легче идти по пути непосредственного применения явно интегрального метода, основываясь на интегральных условиях движения и кинетической энергии пограничного слоя. Тогда потребовались бы три эмпирические функции, связывающие между собой два соответствующих формфактора, коэффициент сопротивления трения на стенке, диссипативный интеграл и число Рейнольдса, составленное из локальных величин.
Эскудиер и Сполдинг [Л. 29] показали, что даже простейшие математические выражения для этих функций позволяют удовлетворительным образом предсказывать поведение большого числа экспериментально изучаемых пограничных слоев. Кармайкл и Пустынцев [Л. 12] успешно продемонстрировали возможности метода применительно к течениям в диффузорах. Затем Эскудиер и Николл в различных публикациях [Л. 26, 28, 67] представили улучшенные и более универсальные формулы для эмпирических функций. Эскудиер, Николл, Сполдинг и Уайтло [Л. 27] применили их к расчетам весьма трудного и на сегодня класса задач, в которых пограничный слой с максимумом на профиле скорости при своем развитии переходит в пограничный слой, типичный для плоской продольно обтекаемой пластины.
Николл и Уайтло [Л. 69] и Николл [Л. 66] показали возможность приспособления этой вычислительной процедуры к расчету температу-
ры адиабатической стенки при пленочном охлаждении. Но уже в их попытках отчетливо выявились ограниченные потенциальные возможности теорий подобного типа. Каждый раз при добавлении к перечню существенных для расчета факторов, хотя бы еще одного, требуются новые эмпирические функции. Таким образом, даже для течения с однородными свойствами число Стантона необходимо выражать в виде зависимости от числа Рейнольдса, формфактора гидродинамического слоя, отношения толщин гидродинамического и теплового слоев и некоторого параметра, определяющего форму температурного профиля. Если перепады температур достаточно велики и влияют на плотность, то в эмпирическую функцию необходимо ввести добавочный аргумент.
Таким образом, для получения вводимых в расчет эмпирических функций в явно интегральном методе требуется весьма обширная экспериментальная подготовительная работа, что не может удовлетворить расчетчика. Для подведения под этот метод прочного фундамента нужно израсходовать много сил и ресурсов, которые почти наверняка целесообразнее направить на другие разработки.
Интегрально-параметрический метод. Другое направление теории, определившееся к середине 1965 г., исходило из предположения Хади-мото [Л. 47] о возможности представления единой кривой профиля прандтлевского пути смешения по сечению турбулентного пограничного слоя, нормализованного по толщине пограничного слоя. Хадимото построил этот обобщенный профиль по результатам опытов Шульц-Гру-нова [Л. 96] с плоской пластиной. Беглый взгляд па экспериментальные данные для пограничных слоев с положительным продольным градиентом давления и для пристенных струй подтвердил правильность предположения Хадимото. Более обстоятельный обзор Эскудиера [Л. 25] показал, что, несмотря на разброс опытных данных, большинство результатов все же хорошо коррелируется формулой, фигурирующей ниже под номером (1.3-6).
Наличие апробированной гипотезы эффективной вязкости позволило Патанкару и Сполдингу [Л. 78] усовершенствовать расчетную схему явно интегрально-параметрического метода и расширить его применимость на все задачи пограничного слоя, не увеличивая потребности в дополнительных экспериментальных данных. Метод оказался удачным для решения многих задач конвективного теплообмена гладких поверхностей.
Джаятилака [Л. 48] распространил его на шероховатые поверхности, а Бейкер [Л. 5] — на стенки с массопереносом. При этом сохранялась двухпараметричность профилей, а член, выражающий «закон стенки», выводился из анализа куэттовской задачи.
Однако уже в работе [Л. 78] отмечались некоторые трудности, которые со временем приобрели угрожающе большой вес; способ обращения матрицы зачастую приводил к неоднозначности результатов; уравнения оказались нечувствительными к изменениям параметров профиля, и по этой причине пришлось отказаться от операций интегрирования.
Предыдущая << 1 .. 5 6 7 8 9 10 < 11 > 12 13 14 15 16 17 .. 76 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed