ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Часть В. КОНВЕКТИВНЫЙ ТЕПЛООБМЕН Движение вдоль поверхностей и в канаПограничный слой и турбулентность из "Теория тепло- и массообмена" Если считать, что свойства материала постоянны, то количество тепла Q может быть передано точечным источником, движущимся вдоль оси с постоянной скоростью и. Теперь представим себе, что наблюдатель передвигается с этим источником и (Проходит при этом материал. Если мы Придадим наблюдателю передвижную систему координат, центром которой он является, то эта система займет относительно неподвижной системы положение, показанное на рис. 5-2. [c.147] Система координат движущегося источника тепла. [c.148] Решения уравнений (5-17) — (5-19). могут быть изменены, чтобы дать чисто физический пример тонкого стержня, изолированного на поверхности. Для этого случая а = 0 и вышеупомянутые уравнения упрощаются. [c.151] Точечный источник. Если поток тепла распространяется в трех направлениях из точечного источника, расположенного в точке О, двигающегося со скоростью и в направлении X (рис. 5-2), то система выглядит более просто, если вместо координат у, г пользоваться радиусом из точки О. [c.151] Вышеприведенные методы применяются в задачах па дуговой сварке, штамповке, закалке, отжигу и прохождению снаряда по каналу орудия. [c.153] Проанализируйте допущения, принятые в решении. [c.153] Из дифференциальных уравнений, определяющих процессы тепло- и массопереноса нри вынужденной конвекции, можно сделать вывод, что ни поле скоростей, ни образование пограничного слоя не за висят от теплообмена, если параметры жидкости или таза, которые входят в уравне-Н Ие потока, не зависят от температуры. [c.156] В такой постановке вопроса имеется еще и дополнительное преимущество. Только для такой идеальной жидкости могут быть выведены соотношения, имеющие универсальное применение, тогда как соотношение для жидкостей, физические свойства которых изменяются с температурой или давлением, справедливы для -конкретной жидкости -или в лучшем случае для -определвнной группы жидкостей. Обнаружение этого факта и его использование для разработки универсальных соотношений явились наиболее важным вкладом -В. Нуссельта (1916). Наконец, имеется много Случаев, когда разность температур в поле потока настолько мала, что изменением ф-изйческих свойств, вызванным разностью температур, можно пренебречь. В таких случаях соотношения, разработанные для идеальной жидкости с постоянными физическими свойствами, точно описывают действительный процесс теплообмена. Для такого положения не имеет значения, рассматриваем ли мы поток жидкости или газа, и соотношения для идеального потока справедливы и для жидкости и для газа. [c.156] другой стороны, это может быть обеспечено тогда, когда скорости потока малы по сравнению со скоростью звука. Например, нашли, что для потока воздуха соотношения, иредпола гающие постоянство свойств, хорошо описывают дей ствитель ные процессы до скорости приблизительно 91,5 м сек. [c.157] При свободной конвекции движение обусловливается только раз1Н 0Стью температур. Следовательно, здесь с самого начала процессы тепло- и массообмена тесно связаны между собой. [c.157] Настоящая глава посвящена почти исключительно процессам теплообмена при стационарном режиме. В нестационарном процессе (переходном или периодическом) данные здесь соотношения заметно изменяются, по скольку изменение температуры в пограничном слое происходит со значительными запозданиями -вследствие аккумуляции тепла (приблизительно, как показано на рис. 4-4). [c.157] Как указывалось выше, теплообмен определяется гидродинамическими процессами. Поэтому в следующей главе будут рассмотрены наиболее важные элементы геарш движения жидкости. [c.158] Первый индекс при этих напряжениях т указывает, что эти напряжения действуют в плоскости, перпендикулярной у второй индекс указывает направление, в котором действует сила, вызванная напряжением. В этом более общем случае скорее уравнение (6-3), чем уравнение (6-2) описывает напряжение трения в направлении, указанном на рис. 6-1. [c.159] Подобные (напряжения трения существуют в плоскостях, перпендикулярных х ц г. Кроме этих напряжений трения, нормальные нашряжения существуют во всех плоскостях. Читатель, интересующийся этими соотношениями, найдет более подробную информацию в учебниках по механике жидкостей, например в книге X. Шлпхтинга Теор ия погра(ничного слоя . В нашей книге мы будем рассматривать только такие потоки, для которых простое уравнение (6-2) (описывает иапряжение трения с достаточной точностью. [c.159] Размерность кинематической вязкости — квадратный метр в секунду. В таблицах физических нараметров в П ри-ложешш даются значения коэффициентов вязкости для некоторых жидкостей и газов. Так как значения коэффициентов динамической вязкости в некоторых справочниках даются в абсолютной системе, а именно в пуазах (1 пуаз— 1 г/см-сек), то часто при использовании табличных данных 1нместе с величинами в технической системе мер допускаются ошибки. Этих ошибок можно избежать, если при расчетах пр именять кинематическую вязкость, которая в обеих системах мер имеет одинаковую размерность. По этой причине кинематическая вязкость приводится в таблицах приложения. [c.160] Вернуться к основной статье