ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Эффект уноса массы из "Гиперзвуковые течения вязкого газа" Изменение фазового состояния вещества, происходящее при испарении жидкости или твердого материала с поверхности тела, создает поток массы на границе газового слоя. При этом некоторые испаряющиеся вещества (например, инертные газы) могут не вступать в реакцию с веществами газового слоя, а другие (например, углерод) могут реагировать с ними. Влияние таких реакций было уже кратко рассмотрено в п. 3.3, а в гл. 4—8 будет изложено более подробно. Здесь мы коснемся влияния потока массы с жидкой или твердой поверхности на коэффициент трения и теплопередачу при условии отсутствия химических реакций в газовой фазе. [c.82] Интуитивно можно предсказать, какие получатся результаты. Например, вдув газа в пограничный слой приведет к увеличению его толщины. Вследствие этого при прочих равных условиях трение и теплопередача на поверхности тела будут уменьшаться. Более того, даже если предположить, что толщина пограничного слоя не возрастает, ясно, что поперечный поток массы (вдув) должен переносить газ из области низких скоростей в область более высоких, так же как это происходит при турбулентных флуктуациях. Следовательно, градиент скорости вблизи поверхности тела, а значит, и касательное напряжение на этой поверхности будут уменьшаться. Легко понять, что аналогичным образом этот процесс влияет и на теплопередачу. Эти эффекты схематически представлены на рис. 3.4. [c.82] Приведенные интуитивные соображения подтверждаются теорией и экспериментом. Далее будет показано, что, используя теорию пограничного слоя, можно вывести количественные выражения для уменьшения поверхностного трения и потока тепла при вдувании газа в пограничный слой и их увеличения при отсасывании. Некоторые из этих теорий излагаются подробно в гл. 5 и 8. В настоящей главе мы рассмотрим эффект переноса массы в первом приближении, а более детальное изучение этого вопроса отнесем к последующим главам. [c.82] И ее толщина не зависит от величины вводимой массы. Будем также считать, что поперечный поток массы в пленке pv постоянен и его величина равна потоку массы на поверхности пленки. [c.83] Выпишем граничные условия для уравнения (3.52) и —О, u = ug при У=Уе. [c.84] В частном случае, когда f 2 = н (Рг=1), выполняются равенства В) = В-2 и ф1= ф2= 1 - Равенства (3.55) и (3.57) показывают, что увеличение вдува (81 0) вызывает заметное уменьшение Сн и f. [c.85] С учетом переноса массы дает результаты, близкие к экспериментальным, так же как и при отсутствии уноса массы. Видно, что при использовании уравнения (3.57), которое не зависит от числа Маха, влияние уноса массы на теплопередачу к телу в турбулентном пограничном слое получается несколько выше, а в ламинарном — несколько ниже истинного, но порядок величины этого влияния учитывается правильно. Кроме того, уравнение (3.57) не учитывает реакций, происходящих между испаряющимся веществом материала и веществами в пограничном слое. В следующих главах мы получим решения, позволяющие более точно учесть влияние уноса массы на теплопередачу. [c.86] Вернуться к основной статье