Тепло и массообмен в пограничных слоях - Патанкар С.
Скачать (прямая ссылка):
Рис. 5.4-2. Влияние числа Маха на сопротивление трения адиабатической стенки плоской пластины. Сравнение с опытом.
Сплошные линии — расчет питорон. гочк\! — ".а".лы? Шлт’.хтера !Л. 94].
Рис. 5.4-1. Сопротивление трения плоской пластины в турбулентном сжимаемом потоке. ci 0—коэффициент сопротивления трения для условий постоянных физических свойств среды ¦ — расчет авторов;--------корреля-
ция Чи—Сполдинга.
Возможно, это обусловлено тем обстоятельством, что в расчете использовалась вязкость у стенки, тогда как в действительности средняя по ламинарному подслою вязкость заметно выше.
5.4-2. Число Стантона для плоской пластины
В гл. 3 наши расчетные числа Стантона сопоставлены с корреляцией Чи и Сполдинга [Л. 13]. Согласование получилось достаточно хорошим. На рис. 5.4-3 наши расчеты сравниваются с экспериментальными дан-
103St тЗс+
Рис. 5.4-3. Сравнение расчетных данных и опытных величин числа Стантона для больших значений температурного фактора.
Сплошные линии — расчет авторов; точки — данные Чи—Сполдинга [Л. 13]; значения TCi/Ts:
а — 1,5; 6 — 2,0; в — 2,5; г — 2,7.
ными Чи и Сполдинга для малых чисел Маха и разных величин температурного характера. Снова убеждаемся в хорошем согласовании нашего расчета с экспериментальными результатами.
5.5. ГИДРОДИНАМИКА ПРИСТЕННОЙ СТРУИ
В этой главе сформулирована и рассмотрена совокупность гипотез, содержащих свободные константы, выбор которых согласован с хорошо известными экспериментальными данными. Затем эти же гипотезы и константы используются для других отличных от первоначальных физических ситуации. Хотя мы далеко не исчерпали все доступные данные и хотя значения констант мы не считаем выбранными наилучшим образом, все же имеются основания полагать наш выбор (см. перечисление
в § 5.2) вполне удовлетворительным и достаточно широким, за исключением области ламинаризации.
CTCIUIOI1 струи.
:i! чр ifа щечн; г/]/2 — срдината . тде величина скорости состав-пол о;ш ну своего максимального пня ь данном сечении. Сплошные | - расчет гтрп /<==0.435. — 0,09;
| ¦ -чкп — данные [Л. 65].
Рис. 5.5-2.
!/с !1 /у! / 2 -Сплошная л ~ V 2- 0,435 пия — расче — 0.09,
Развитие радиальной прн-степпон струп.
--то же. что п па рис. 5.5-1. пння — расчет а торов при К — и /.= У 2 • 0.09: пунктирная ли-¦ авюров при /< = 0,435 и /.= точки — данные [Л. 5].
Применим гипотезу о пути смешения к несколько отличному типу течения жидкости с постоянными свойствами в пристенной струе, распространяющейся через неподвижную среду.
Развитие пристенной струи. С помощью тех же гипотез п констант мы можем предсказать степень расширения плоской пристенной струи.
Результаты расчета представлены на рис. 5.5-1, где величина у , характеризует ширину пристенной струи, а х есть расстояние от щели вниз по течению. Согласование с данными Майера, Шауэра и Юстиса вполне удовлетворительное. Однако использование тех же констант для расчета радиальной пристенной струи дает неудовлетворительное согласование с опытом, как показано на рис. 5.5-2 (сплошная кривая). Такое расхождение нельзя считать неожиданным. Из опытов следует подобие профилен скорости и одинаковость углов распространения как для плоской, так и для радиальной пристенных струй. Простои баланс массы и количества движения позволяет заключить, что эффективная вязкость для радиальной пристенной сгрун должна быть в 2 раза выше, чем для плоской пристенной струп.
Следовательно, можно ожидать лучшего согласования с опытом в случае радиальной пристенной струи при использовании в расчете величин констант гипотезы пути смешения К и /., которые в Т' 2 раза больше значений этих же констант для плоском пристенной струи. В том, ‘чо ^го действительно так, можно убедиться из рис. 5.5-2, где нунктир-ь - 1 too 81
пая кривая (расчет) довольно близка к экспериментальным точкам (опыты Бейкера [Л. 5]).
До сих пор мы интересовались лишь основными характеристиками течения. В общем эти характеристики представляют наибольший прикладной интерес. В то же время более глубокого понимания физической сущности гипотез можно достичь изучением деталей течения таких, например, как форма профиля скорости. Ниже будет показано, что использованные нами величины К ил не обеспечивают хорошего согласования с профилями скорости ни для
плоской, ни для пристенных струй.
радиальнои
Рис. 5-5-3. Профили скорости
в пристенной струе.
иыакс — максимальная скорость. Сплошная линия — расчет авторов для /С/Л=4,83. пунктпрнля линия — то же для К/Х—8,0; точки — данные [JI. 5].
Рис. 5.5-4. Сравнение расчета (сплошные липни) с данными Бейкера [Л. 5] для радиальной пристенной струи.
и ис — скорости соответственно максимальна выходе из щели; К—0,8, ?. = 0Л: / —
