Тепло и массообмен в пограничных слоях - Патанкар С.
Скачать (прямая ссылка):
Рис. 5.3-3. Сравнение расчета с опытом; положительный продольный градиент давления, ступенчатое распределение температуры стенки.
.г — расстояние вдоль пластины в футах. Сплошные линии—расчет авторов, точки — д.шныг опытов Морепи и Кейса [JI. 63]; а — опыты 36: б — опыт 34.
Рис. 5.3-4. Сравнение расчета с опытом: сильный отрицательный продольный градиент давления .Vрасстояние вдоль пластины в футах; ступенчатое распределение температуры стенки.
Точки — данные Морегтл и Кейса [Л. 68]: а-опыт 42; б — опыт 10.
Причины завышения расчетных коэффициентов теплопереноса непонятны, поскольку принятая нами гипотеза об эффективной вязкости не учитывает влияния ламинарной вязкости везде, за исключением узкой области куэттовского течения.
to3s t
1 i 1 1 1 1 1 1
0 1 2 3 10 sRr.
D3S t a)
OS.
о4
1 i i ""D"T y--- ---<?--- ---q-o,
0,6 os 1,0 1,2 X
i3st 6)
o"tT! , I , I , I i
0 0,5 1,0 1,5 10'6'RX
6)
c,s
'0,6 I I I I ^ I -
0,8 1,0 1,2
W3St a)
-
I ill,, ^^---0-0--- X
. , 1 , , , . 1
0 Й 5 1,0 1,5 ZD
!03 St о 0 ff)
- ^
- X
l i . ... i i u СГ -0---0“
0,8
1,0
в)
1,2
1,Ь
Рис. 5.3-5. Сравнение расчета с опытными данными для плоской пластины с различными законами распределения теплового потока стенки.
Сплошные линии — расчет авторов, точки —литературные данные; а — однородный тепловой поток [Л. 90]; б — изменяющийся гепловой поток [Л. 40]; х —расстояние от эффективного начала погранично.о слон в футах; в — однородный тепловой поток [Л 98]
Рис 5.3-6. Сравнение расчета с экспериментальными данными; отрицательный продольный градиент давления, ступенчатое распределение теплового потока.
Сплошные линии — расчет авторов, точки — литературные данные; а— [Л. 591. случай П. .г--расстояние от эффсктннчс г 1 начала не граничного слоя в футах: б~[Л. 631. т — расстояние ччнз ст шелн в футах: б —[Л. 41]. случай 15. т — то же, чю и в а.
5.3-2. Случай заданного теплового потока стенки
Другим общим типом граничных условий является задание локального теплового потока стенки. Метод решения такой задачи уже был разработан в разд. 2.6-1. Обсудим некоторые его приложения.
На рис. 5.3-5 приведено сопоставление расчета с опытом для плоской пластины. Рисунок
5.3-6 относится к течению с отрицательным градиентом давления, тогда как на рис. 5.3-7 представлены данные как для положительного, так и для отрицательного продольных градиентов давления, иногда достаточно сильных, чтобы вызывать так называемую «ламинаризацию». При отсутствии этого эффекта согласование нашего расчета с экспериментальными данными вполне удовлетворительно.
Рис. 5.3-7. Сравнение расчета с экспериментальными данными; сильный отрицательный к положительный градиенты давления, ступенчатое распределение температуры степки.
Cni'.,:imbic личин- расче; авторов, точки — ли-к'р.пуримо дачные: и — 1Л. 59]. случай III,
,v -- расстояние or эффективного начала пограничного стоя в футах; и—[Л. 411. ос — то же. мт ) и в а: в — [Л. 41, х — длина нагрева в футах: г —|Л. 97]. ос —расстояние вниз от щели :> фу]ах <'> [Л. 981. х — расстояние от перед-
нем'! кромки п футах.
5.4. СРАВНЕНИЕ С ДАННЫМИ ДЛЯ СЖИМАЕМОГО ТЕЧЕНИЯ ВДОЛЬ ПЛОСКОЙ ПЛАСТИНЫ
Рассмотрим теперь сжимаемый турбулентный пограничный слой на плоской пластине. Некоторые вычисления для этого случая уже были представлены в разд. 3.2-3, где детально разобран вопрос об изменениях свойств жидкости. Сравним результаты наших вычислении с некоторыми экспериментальными данными.
5.4-1. Гидродинамическое сопротивление плоской пластины
Рисунок 5.4-1 иллюстрирует влияние числа Маха и температурного фактора (отношение температуры стенки к температуре основного потока) на коэффициент поверхностного трения. На графике представлена зависимость от числа М отношения действительного коэффициента поверхностного трения к его значению при постоянных свойствах среды и одинаковых величинах числа Рейнольдса Rx. Пунктирной кривой показана корреляция Сполдинга и Чи [Л. 113], полученная путем обобщения большого количества экспериментальных данных. Далее на рис. 5.4-2
79
паши расчеты сравниваются с некоторыми экспериментальными величинами коэффициента поверхностного трения, заимствованными из книги Шлпчтинга [Л. 94]. Как видно из обоих рисунков, согласование наших предсказании с экспериментальными результатами вполне удовлетворительное. Лишь для малых величин Ts/Tc, расчет дает завышенные значения Ci.
