ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Анализ теплоотдачи в турбулентном потоке, движущемся по трубе из "Теплопередача и теплообменники" Уравнения Навье — Стокса и Фурье — Кирхгофа непригодны для описания турбулентного потока. Для решения этой задачи исследователи теплоотдачи вынуждены были искать других путей. [c.347] Безразмерная группа (а/ОСр) впоследствии была названа критерием Стантона (51). [c.349] Для Рг = 1 полученное значение хорошо совпадает с экспериментом. Аналогия Прандтля. Прандтль [21] и независимо от него Тэйлор [21], исходя из таких же рассуждений, как и Рейнольдс, т. е. из уравнения (4-142), не применяя, однако, упрощения гг) =0, приняли существование ламинарного пограничного слоя, который отделяет турбулентное ядро жидкости от стенки. [c.349] Частички отдают некоторое количество движения пограничному слою, т. е. на границе обоих слоев, где преобладают скорость г и температура t. [c.349] Измерение гидравлического сопротивления проще, чем измерение коэффициента а, но зато определение распределения скоростей слишком сложно по сравнению с измерением а, даже если ограничиться получением отношения скоростей ю /т. [c.351] Рассмотрим явление отдельно во всех трех слоях. [c.352] Для турбулентного слоя Карман пользуется понятием так называемой вихревой вязкости е (eddy vis osity), предложенной в несколько ином смысле Мерфри (27]. Она должна учитывать внутреннее трение в турбулентном потоке, подобно тому как обычная вязкость проявляется в ламинарном потоке. Насколько обычная вязкость v изменяется мало (в предыдущих рассуждениях мы считали ее постоянной), настолько различной будет вихревая вязкость s в разных слоях потока. Если вязкость v рассматривать как перенос количества движения , то вихревую вязкость можно назвать турбулентным переносом количества движения . [c.353] Другое уравнение, подобное уравнению (4-168), получим следующим образом. [c.353] Решение Правой стороны этого уравнения становится возможным лишь при помощи обобщенного распределения скоростей . [c.354] Таким образом, обобщенная скорость но —безразмерная скорость. Выражение у по своей структуре аналогично критерию Рейнольдса и тоже безразмерно. Функция г = /(у ) независима от действительной скорости и действительного критерия Рейнольдса. [c.355] Пределы У1 и уз соответствуют обобщенным координатам у] —5 у =-30. [c.356] Оказывается, что универсальное распределение температур совпадает с универсальным распределением скоростей для Рг=1. [c.360] Основываясь на универсальной диаграмме скоростей, Мартинелли [29, 33] выводит, по несколько отличающемуся методу, более точную формулу вместо уравнения (4-198). Эта формула более сложна и больше соответствует практическим данным для очень низких значений критерия Прандтля. Ее называют аналогией Мартинелли. [c.360] Выражение критерия Нуссельта с помощью понятия о турбулентном переносе количества движения. Интересное содержание получает критерий Нуссельта в результате следующих рассуждений. [c.360] Это равенство представляет собой аналогию Рейнольдса, исправленную функцией критерия Прандтля, которая учитывает расхождение в подобии между распределением температур и скоростей. [c.361] Рейнольдса, Кольборна, Кармана и Прандтля. [c.362] Поэтому Хоуген в дискуссии о работе Кольборна справедливо заметил, что многие исследователи преувеличивают значение аналогии между сопротивлением потоку и теплоотдачей. Пока эта аналогия оказывается скорее исключением, чем правилом. Тем не менее работа в этом направлении продолжается, обещая замену труднейшего измерения коэффициента а легким измерением сопротивления потоку. Современные экспериментаторы обыкновенно определяют фактор У одновременно из тепловых и гидравлических измерений (для сравнения). [c.363] Вернуться к основной статье