Отрывные течения. Том 3 - Чжен П.
Скачать (прямая ссылка):
О 20 40 60 ВО 100
<Р.°
Фиг. 20. Корреляция экспериментальных данных, 0 < ф < <105° [31].
О экспериментальные данные; -- -теория [20]. <р - угол, отсчитываемый от
передней критической точки.
600
9?
Фиг. 21. Корреляция экспериментальных данных, 120°<<р<180° [31]. Ф -
угол, отсчитываемый от передней критической точки.
40 ВО 100 200 300
(Число
Рейнопьдоа)х /0"а
Фиг. 22. Корреляция экспериментальных данных для сферы [31].
*) Джонстон и др., AlChE, 37 (1941)].
ТЕПЛОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ В ОТРЫВНЫХ ТЕЧЕНИЯХ
109
слоя, по-видимому, происходит ниже по потоку (ф"100°), чем в случае
ненагретой сферы (<р " 82°).
Результаты измерений для области присоединенного и отрывного течения
выражаются зависимостями вида
Nu оо (Re)0,5, 0° < ф < 80°,
Nu оо (Re)°,M, ф>120°
и представлены на фиг. 20 и 21.
Сравнение проинтегрированного по сфере теплового потока
[31] со средним значением числа Нуссельта Nu по Мак Адамсу [25] (фиг.
22) показывает, что данные Мак Адамса приблизительно на 50% выше, чем
данные Кэри. Расхождение приписывается высокой интенсивности
турбулентности в экспериментах Мак Адамса.
Величины средних чисел Нуссельта могут быть вычислены по формулам
Nu = 0,33 (Re)0-6 (Мак Адамс),
Nu = 0,37 (Re)0,63 (Кэри).
2.3. ТЕПЛООТДАЧА В ОБЛАСТЯХ ОТРЫВА ЗА УСТУПАМИ
Местные коэффициенты теплоотдачи и восстановления в области отрыва и
присоединения за уступом, расположенным по
6,35 <2.7
Фиг. 23. Схемы моделей с малым и большим уступами [37]. Примечание. Все
размеры даны в миллиметра*.
потоку, были экспериментально определены авторами работ [35-37].
Двумерные модели толщиной 6,35 и 20,6 мм, обтекаемые турбулентным
потоком воздуха со скоростью 45-155 м/с, схематически показаны на фиг. 23
[37]. Разность температур торможения (32° С)
110
ГЛАВА XI
и поверхности была равна 11° С. Протяженность области отрыва составляла
шесть высот уступа для малого уступа и пять высот для большого уступа.
Коэффициент теплоотдачи был максимальным в точке присоединения, как и в
случае сверхзвукового течения, а коэффициент восстановления в отрывном
течении был менее 0,89 (типичная величина для турбулентного режима). Во
внутренней
j о
0,9
0,8
0,7
¦ 4о
О АО <
+о
* t
с О о О О о
о " Од
л о
о о + +
<&
Mil. О
1
+ 0| о
_ О С О1 о < Г"
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2
1,4 1,6
.x'fa
Ф и г. 24. Теплопередача в области отрыва.
х' - расстояние от уступа вниз по потоку; s - масштаб длины вдоль
абсциссы, равный расстоянию от уступа до точки присоединения (пять высот
для большого уступа и шесть высот для малого уступа). Характерная
скорость в коэффициенте теплоотдачи и0 - скорость потока воздуха
непосредственно перед уступом; L - единица длины; ft - коэффициент
теплопроводности. Скорость набегающего потока нормализована относительно
скорости иа и скорости далеко внизу по потоку [37].
ЗНАЧЕНИЯ СКОРОСТИ ип, М/С
Уступ, мм л + О 0
20,6 45,7 137
6,35 50 138,7
части области отрыва существует циркуляционное, по-видимо-му,
установившееся течение. Около поверхности скорость направлена против
основного течения и достигает величины порядка одной пятой скорости
основного течения. Давление в большей части области отрыва почти
постоянно [38, 39]. Результаты измерений теплопередачи приведены на фиг.
24.
ТЕПЛОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ В ОТРЫВНЫХ ТЕЧЕНИЯХ
111
3, ПОЛОЖЕНИЕ ТОЧКИ ОТРЫВА ПОТОКА СЖИМАЕМОЙ Среды
В этом разделе представлены результаты расчета и экспериментального
определения положения точки отрыва потока газа. Отрыв потока на игле
рассматривается в разд. 4.
3.1. ПОЛОЖЕНИЕ ТОЧКИ ОТРЫВА
Положение и смещение точки отрыва в условиях теплообмена было
определено для пластины, сферы и других тел.
3.1.1. Метод Мордухова и Грэйпа расчета положения точки отрыва
ламинарного пограничного слоя газа от стенки с заданной постоянной
температурой.
Мордухов и Грэйп [41] распространили методы Либби [42], а также
Мордухова и Кларке [43] расчета положения точки отрыва ламинарного
пограничного слоя газа на случай теплообмена при заданной постоянной
температуре.
Число Прандтля принято равным единице, а коэффициент вязкости -
пропорциональным температуре. Основные уравнения следующие:
уравнение неразрывности
^ (ргг) + (Р^) =
уравнение количества движения
ди , ди duP , д ( ди \
