ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Анализ теплоотдачи в свободно движущемся ламинарном потоке (естественная конвекция) из "Теплопередача и теплообменники" На орошаемой поверхности могут возникнуть два слоя а) неподвижный ничтожно малой толщины, прилегающий к стенке благодаря силам адгезии, и б) стекающий по неподвижному. [c.330] Толщина движущегося слоя, зависящая от интенсивности орошения, найдена, и полученные результаты согласуются с опытом. [c.330] У стенки, где у становится нулем, скорость тоже исчезает. Это согласуется со всеми сделанными до сих пор допущениями, касающимися пограничного слоя. Отсюда С — 0. [c.331] Это уравнение согласуется (кроме значения постоянной) с уравнением (3-94). [c.334] Зависимость (4-79) впервые выведена Нуссельтом в несколько иной форме [хотя и равноценной уравнению (3-89)]. Опыты показали, что она дает заниженные значения, по крайней мере на 20%, так что постоянную следует увеличить до 1,13 (табл. 3-14). Эту разницу пытались объяснить теоретически. Учет изменений коэффициентов теплопроводности и вязкости дал отклонение около 3% в практически встречающихся случаях. Капица [14] нашел некоторое объяснение, вводя в теоретический расчет предположение о волнообразном движении поверхности слоя. Волнообразное стекание подтверждено экспериментально Капицей и другими авторами. Средняя толщина слоя стекающей жидкости в этом расчете меньше, поэтому а больше. [c.334] Это — средняя эквивалентная толщина слоя конденсата. [c.335] Благодаря малым значениям величины й при применении последней формулы к трубам это условие на практике всегда соблюдается. [c.337] Величина 6 изменяется в зависимости от расстояния между сечением и стенкой, т. е. в зависимости от у. Кроме того, профиль температур будет изменяться с удалением от нижнего края стенки, т. е. в зависимости от значения х. Таким образом, в общем виде 9 = /(х, у). На расстоянии нескольких сантиметров от нижнего края плиты, как показывают точные теоретические исследования, профиль температур устанавливается (изменяется незначительно). [c.338] Так как в данном случае речь идет не о точном численном расчете, а о функциональной зависимости между толщиной ламинарного слоя и другими переменными, удовлетворимся приближенным допущением, что профиль температур у верхнего края плиты будет параболическим. [c.338] Это означает, что в том месте, где у = 0,375, скорость достигает максимума. [c.339] Осталось невыполненным условие - = 0 Для у = 5. [c.339] В действительности слой будет немного толще es), а профиль температур значительно изменится в районе точки у = s. Во всяком слз чае слой не будет подвергаться значительным изменениям рядом со стенкой, так как поправку на распределение скоростей мы вводили только для его наружного края. Пренебрежение поправкой будет приводить к заниженным результатам. Формула толщины слоя будет справедлива для любого сечения, поперечного к стенке, если сохранить то же допущение, что и для распределения температур. Толщина слоя, однако, будет изменяться вследствие роста Г (а поэтому и Re) по мере удаления сечения от нижнего края плиты. Как известно, ламинарный слой увеличивается. В дальнейшем можно будет воспользоваться уравнением профиля температур, так как оно состоит из отношений 9/6 и y/s. [c.341] Экспериментальные данные все же имеют значительные расхождения. Так, Вейзе [17] нашел для вертикальных плит, подвешенных в воздухе, значение постоянной около 0,6. [c.345] Дальнейшие расчеты, более точные, проводили Нуссельт и Юргес [181 и другие исследователи. Наиболее тонкий теоретический расчет провели Шмидт и Бекман в сотрудничестве с Польгаузеном [19], исследуя одновременно температуры и скорости у стенки очень точными измерительными методами. Диаграмма, приведенная на рис. 4-8, показывает распределение температур и скоростей в зависимости от расстояния до стенки у, а также от высоты л измеряемой точки (до нижнего края плиты), в расчете учитываются изменения как профиля температур, так и скоростей в зависимости от х. Исходным уравнением является общее уравнение Навье — Стокса. В конечном результате полученная форма уравнения идентична с результатами всех приближенных методов, постоянная же на 5% ниже постоянной, найденной Лоренцом (С = 0,52). [c.345] К сожалению, теоретический расчет коэффициента теплоотдачи становится совершенно неверным с момента появления турбулентного потока, что происходит при высоте стенки около 0,6 м или при слишком большой разности температур. [c.345] Теоретический расчет для горизонтальной трубы на основании метода Шмидта и Бекмана был выполнен Германном [20]. [c.345] Вернуться к основной статье