Оглавление:
Связь между теплоотдачей и трением
- Рассматривается стационарный ламинарный поток без давления с температурно-независимыми физическими характеристиками. Если система не имеет большого количества мощности. если ось X совмещена с поверхностью, на которой поток взаимодействует, проекция. Уравнение движения (2.32, a) 1 по этой оси, 1, может быть приведено к следующему виду с учетом указанного упрощения. уй* [у-Ди> х ЦОР делать ДГ Где u> x = x = xI \ y•= yI \ r = rI, и> ^ — скорости потока вне пограничного слоя.
В стационарном процессе теплообмена в жидкости без внутреннего источника тепла с температурно-независимыми теплофизическими свойствами распределение температуры вблизи поверхности Теплопередача определяется дифференциальным уравнением энергии (2.15). 1 здесь———。 //-И V = a или, в случае того же, Pr = 1, формулы (5.6) и (5.7) идентичны относительно значений uh и I, а граничные значения этих величин численно одинаковы: на плоскости теплообмена I = u> x = 0, i = u> x = 1, удаленной от этой поверхности. Так… Из этого уравнения при указанных выше условиях следует распределение u> x — /(u) и I — = И система тоже.
Более детально об этом будет идти речь позднее, когда будут представлены действительные решения уравнения энергии пограничного слоя. Людмила Фирмаль
Если проанализировать связь между теплопередачей и трением с помощью дифференциальных уравнений энергии и движения, описанных для турбулентности, то при том же допущении упрощения уравнения, описанные в безразмерной форме, будут одинаковыми, а распределение скорости и избыточной температуры будет одинаковым. с(с + тю)=>■+ ч- Для выполнения этого условия необходимо иметь Pr = 1 и Prm = 1 (Prm-число турбулентных прандолей).Теоретический Экспериментальные исследования двумерного течения жидкости, выполненные с использованием длины пути смешения, предложенной Прандтлем, показали, что она всегда равна Pr,= * 1. Измерение этой суммы подтверждает, что она близка к единице.
- Поэтому формула (5.8) может быть применена к турбулентным течениям без дополнительных ограничений. Используя подобие полей скорости и температуры, мы получаем количественную зависимость между коэффициентом теплопередачи и трением. В непосредственной близости от стенки тепло проникает через жидкость через теплопроводность, поэтому абсолютное значение плотности теплового потока можно оценить по правилу Фурье. Напряжение трения выражается градиентом скорости на стенке и коэффициентом динамической вязкости, который основан на законе Ньютона.
Члены уравнения деления (5.9) и (5.10)X (q1 / qp) q1、 т ч (Ди> х / ду) нет Вы можете легко получить (5.8), различая выражения (д / 3н)Н » 1,〜 / Вт (ГЛЖ / 3-й） Учитывая это равенство, формула (5.11) (5 ′ 2） Из этой формулы можно получить конкретную формулу зависимости между коэффициентом теплопередачи и коэффициентом трения в потоке жидкости в канале. Или используйте внешний поток вокруг тела C/.
Как следствие этого, если граничные условия в этих случаях также одинаковы, то решение уравнения количества движения (кривая распределения скорости внутри пограничного слоя) и решение уравнения энергии (кривая распределения температуры внутри пограничного слоя) совершенно одинаковы по виду, а толщина пограничного слоя потока равна толщине теплового пограничного, слоя. Людмила Фирмаль
При этом теплоноситель протекает по трубе и каналу I и заменяется на среднее значение по формуле (5.12).Напряжение трения т = — ри>, (5.13） И тепловой поток 7 = а (5.14） Альтернативой этих представлений (5.12) Это уравнение легко сводится к соотношению между числами подобия. Н11-ре. Восемь Влияние физических свойств жидкости при Pr = / = 1 может быть рассмотрено коэффициентом Pr » в этом уравнении. Наконец, для труб и каналов、 (5.15)） При внешнем обтекании объекта напряжение трения определяется коэффициентом трения по формуле (5.16 )） Подставляя m из Формулы (5.16) и формулы(5.14), fy заменяется формулой(5.12). Н11 =- ^ — ре.
Расширение полученного решения до случая Pr =&1, наконец Рерг». (5.18） Теоретические и экспериментальные исследования показывают, что n = 0,33-0,43. Связь между теплопередачей и трением глубоко раскрывает физический смысл явления теплопередачи и позволяет оценить коэффициент теплопередачи, используя эмпирические или теоретически определенные значения коэффициента сопротивления. Экспериментальное определение коэффициента сопротивления обычно намного проще, чем коэффициента теплопроводности transfer.
Смотрите также:
