Оглавление:
Теплообмен при наличии вязкого источника тепла
- Рассмотрим несжимаемый поток ньютоновской жидкости в пространстве между двумя коаксиальными цилиндрами (рис. 9-3). Когда вращательное движение передается внешнему цилиндру в жидкости, оно создает силу трения, действующую между каждой парой соседних цилиндрических слоях. В результате действия этих сил механическая энергия жидкости непрерывно преобразуется в тепло, и жидкость нагревается. Интенсивность объемного источника тепла, возникающего в пространстве между, посредством цилиндра в»вязкой диссипации» кинетической энергии жидкости, обозначаемой SB. Эта интенсивность зависит от локального градиента скорости.
Чем больше соседний слой жидкости движется относительно быстро, тем сильнее вязкая диссипация и, следовательно, тем быстрее жидкость нагревается. Предположим, что на поверхности внутреннего и наружного цилиндров поддерживается постоянная температура, равная To и Th соответственно. Очевидно, что в этом случае температура пространства между цилиндрами определяется только радиусной координатой r. Ширина кольцевого зазора. В случае радиуса R решение задачи является approximately-это зависит от тебя. Слоевая система 9-4, показанная на рисунке, то есть игнорирующая влияние кривизны, использует декартовы координаты Для системы, показанной на рис.
В действительности условия в подшипнике более сложны, особенно из-за ограниченной длины подшипника, которая вызывает теплопроводность в аксиальном направлении: В качестве следующего шага рассмотрим случай, когда обе пластины имеют температуры, заданные внешними условиями. Людмила Фирмаль
Прочность вязкого источника тепла можно описать следующим образом: Здесь выражение силы принимается без proof. In в целом, уравнение вязкой скорости диссипации энергии выведено в главе 10. Для 9-4-устойчивого ламинарного течения с постоянной вязкостью вдоль плоскопараллельного канала, где 1 из стенок движется с постоянной скоростью V, распределение скоростей является линейным. (9.65） Из соотношений (9.64) и (9.65) следует, что скорость тепловыделения на единицу объема за счет вязкой диссипации равна: («это не так. И затем Теперь вы можете заменить СД энергетического баланса с формулой.
- Баланс тепловой энергии внутри слоев толщины Ax, ширины W и длины L в установившемся состоянии имеет следующий вид: И «£dx | x-I » £bx | x, Dx + i’bdxp (y -) 2= 0 Отметим, что в рамках представленного здесь способа рассмотрения подвод и отвод тепла осуществляется в положительном направлении оси x, x0 части системы. Когда тепло охватывает все ДС ДС топор к отрицательным и достигает предела АКС-Р 0、 Если предположить, что вязкость P является постоянной, мы проинтегрировать следующие уравнения: поскольку значение теплового тока неизвестно для фиксированного значения x, найти постоянную Cj на данном этапе не представляется возможным. Альтернатива.
Выражение термического правила Фурье conductivity. As в результате получаем уравнение — Л. (9.70） Где X — теплопроводность жидкости. Это уравнение может быть интегрировано с x (предполагая, что теплопроводность не зависит от температуры）： г-т ( -!г)(т) ’-^’ + е — Для определения интегральных констант и Cr используются граничные условия. Т =T₀atat з = 0 (9-72） Т = х = й в B(9.73） Когда я нахожу константу и присваиваю ее выражению (9.71), это выглядит так в окончательной форме: — £Ш)+ Ш*) [*- (АДЖ (9-74)） Здесь W = [|*Vra / A.(Tfc-T0)1 показывает так называемое число Бринкмана. Это число является мерой относительного вклада двух потоков.
Уравнение (10-2) можно применить для вычисления разности температур между стержнем и наружной поверхностью подшипника. Людмила Фирмаль
Тепловой поток обусловлен вязкой диссипацией и тепловым потоком, связанным с разностью температур (Th — T0) стенки канала. При Br> 2 профиль температуры в канале максимизируется (см. рис.9-4). Для большинства задач, выполняемых на практике, эффект нагрева за счет вязкой диссипации не играет особой роли. Однако, если вам нужно учитывать это влияние, есть несколько основных инженерных решений problems. In во всех этих случаях большие изменения скорости происходят на очень коротких расстояниях.
Необходимо столкнуться с вязкой теплотой: а) при прохождении смазки в пространстве между движущимися частями с высокой скоростью. Б)когда масса пластика протекает через матрицу при высокоскоростном выдавливании; в) когда воздух движется в пограничном слое вблизи поверхности спутника Земли или ракеты(проблема попадания в плотный слой атмосферы).Поскольку многие смазочные материалы и расплавленный пластик обладают свойствами неотонической жидкости, первые 2 системы будут еще более сложными. Задача 9-9-пример расчета скорости тепловыделения потока неньютоновского типа fluid.
Смотрите также:
