Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Патанкар С. -> "Тепло и массообмен в пограничных слоях " -> 34

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 .. 28 29 30 31 32 33 < 34 > 35 36 37 38 39 40 .. 76 >> Следующая

^ИтгГ <3-2-3»
Подстрочный индекс G означает условия в свободном потоке. Эффективная вязкость подсчитывалась из определения (1.3-5) с привлечением формулы (1.3-6). Толщина yi выбирается как расстояние от стенки до точки, где скорость равна 0,99 иа- Величины констант профиля пути смешения (1.3-6) составляют /С = 0,435; л = 0,09. Эти значения достаточно хорошо удовлетворяют всем плоским пограничным слоям пристеночного типа. Эффективное число Прандтля задано постоянным и равным 0,9 повсюду, за исключением области в непосредственной близости к стенке, где следует применять соотношения для потоков на стенке.
Эти соотношения опираются на гипотезу Ван-Цриста, обсуждав-
шуюся в § 1.4. Используемые алгебраические выражения помещены ниже, в гл. 4. Вычисления проведены в диапазоне чисел Рейнольдса Rx от 5-Ю5 до Ю8. К расчету привлекались также корреляция Сполдинга и Чи [JI. 113] для нахождения соответствующих исходных величин толщины потери импульса в начале интегрирования.
Влияние числа Прандтля. На рис. 3.2-6 приведены расчетные кривые зависимости числа Стантона от числа Рейнольдса для различных величин молекулярного числа Прандтля.
Перепады температур в сечении слоя и числа Маха при этом предполагались малыми по величине.
Пунктирная линия представляет экспериментально обоснованную корреляцию Чи и Сполдинга [Л. 13] для воздуха (^ = 0,7). Наши расчеты удовлетворительно согласуются с этой корреляцией. Заметим, что влияние числа Рейнольдса ослабляется с ростом числа Прандтля. Такое предсказание вполне правдоподобно, но имеющихся экспериментальных данных недостаточно для его обоснования.
Влияние температурного фактора. Влияние отношения температуры стенки к температуре основного потока на число Стантона показано
Рис. 3.2-6. Зависимость числа Стантона от числа Рейнольдса для продольно обтекаемой пластины при различных величинах числа Прандтля.
I03st
Рис. 3.2-7. Зависимость числа Стантона от числа Рейнольдса для продольно обтекаемой пластины при различных величинах температурного фактора Ог,= 0,7.
на рис. 3.2-7, где молекулярное число Прандтля равно 0,7, а число Маха мало. Можно видеть, что стенка, более холодная, чем свободный поток, гораздо менее эффективно влияет на увеличение числа Стантона, нежели стенка, нагретая до более высокой температуры, чем свободный поток (7s/7g>1)- В последнем случае изменение температурного фактора гораздо интенсивнее влияет на снижение St.
Комбинированное (совместное) влияние числа Маха и температурного фактора. На рис. 3.2-8 представлены графики зависимости отношения действительного значения числа Стантона к своему аналогу, взятому при условиях с постоянными физическими свойствами для одних и тех же фиксированных значений Rx и различных величин температурного фактора. Пунктирные кривые, относящиеся к корреляции Чи — Сполдинга {Л. 13], показаны лишь для тех условий, для которых корреляция была получена из экспериментальных данных.
Сопоставление с результатами ряда экспериментов мы проведем позже, в гл. 5.
Пока нашей целью является демонстрирование возможностей расчетного метода. Однако уже сейчас можно утверждать реалистичность предсказаний, полученных с помощью нашего метода. Об этом свидетельствует удовлетворительное совпадение решений с корреляцией Чи — Сполдинга. В частности, для числа Прандтля 0,7 расчетное отношение числа Стантона к коэффициенту поверхностного трения оказалось близким к 0,58. Именно такая величина рекомендована Чи и Сполдингом на основании обработки большого числа экспериментальных данных.
Для коэффициента восстановления расчет дал величину порядка 0,93, тогда как из опыта следует величина, равная 0,9. Напомним, что величина коэффициента восстановления зависит главным образом от эффективного числа Прандтля. Как было показано в работе ![Л. 117], коэффициент восстановления должен быть численно больше эффективного числа Прандтля. Поэтому сделанный нами выбор а:)ф=0,9, очевидно, завышен.
3.2-4. Общие замечания
Все обсуждавшиеся в этой главе расчеты были выполнены с помощью вычислительной программы, детали которой приведены в приложении I. Здесь как раз выявляются удобства и преимущества, которые обусловлены теоретической структурой метода, обладающего высокой степенью общности и позволяющего использовать единую вычислительную программу для широкого класса разнообразных задач. Учет эффектов неоднородной плотности или числа Маха не создает особых осложнений.
Затраты машинного времени для каждого из приведенных выше' расчетов вполне умеренны. На вычислительной машине IBM-7090'. удается выполнить за минуту 1 000 операций интегрирования в случае-
Число Маха
Рис. 3.2-8. Влияние числа Маха и температурного фактора на число Стантона плоской продольно обтекаемой пластины.
Sto — число Стантона для постепенных физических свойств среды 0,7.
Предыдущая << 1 .. 28 29 30 31 32 33 < 34 > 35 36 37 38 39 40 .. 76 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed