Переход ламинарно-турбулентный теплоперенос

Основная цель управления переходом к турбулентности заключается в его задержке — увеличении числа Рейнольдса перехода, имеющем ряд очевидных достоинств. Сопротивление поверхностного трения в ламинарном состоянии может быть на порядок величины меньше, чем в турбулентном течении (рис. 7.1). Для транспортных средств это позволяет увеличить расстояние, преодолеваемое при заданном расходе топлива, уменьшить отношение стоимости последнего к полезному объему. С другой стороны, турбулентные течения — это эффективный смеситель с относительно большими коэффициентами массо-, импульс-и теплопереноса, и они меньше подвержены нежелательному во многих случаях отрыву пограничного слоя. Поэтому в ряде приложений задача управления заключается не в задержке, а напротив, в ускорении ламинарно-турбулентного перехода. Практически турбулизовать течение, как правило, проще, чем поддерживать его в ламинарном состоянии, и в дальнейшем мы сконцентрируемся на методах достижения первой из указанных целей управления. [c.259]

Другая проблема, связанная с потерей устойчивости динамическими системами и имеющая общее значение, состоит в том, что, как показывает анализ критических условий, проведенный для различных систем, в первую очередь устойчивость теряют крупномасштабные моды, размер которых сопоставим с размером всей системы. В качестве хорошо известных примеров можно привести неустойчивость ламинарного потока при переходе к турбулентному течению в тех случаях, когда критерий потери устойчивости может быть получен явно (например, для течения между двумя коаксиальными цилиндрами, исследованного Тэйлором [5]), а также неустойчивость Бе-нара-Релея при теплопереносе через слой жидкости [1]. В то же время модели, основанные на уравнениях молекулярной динамики, показывают, что развитие возмущений сопровождается увеличением их размера и начинается от молекулярных масштабов. [c.137]

Перенос тепла в области перехода. Наиболее важным для практики результатом процесса перехода является повышение интенсивности теплопереноса по сравнению со стационарным ламинарным течением. На рис. 11.4.6 в качестве примера показано, как возрастают локальные характеристики теплопередачи при изменении режима течения от ламинарного до полностью турбулентного. Эти данные заимствованы из работы [127], где они получены при исследовании течения воды около вертикальной поверхности, нагреваемой тепловым потоком постоянной плотности. Увеличение локального коэффициента теплопередачи сопровождается соответствующим уменьшением локальной температуры поверхности по сравнению с ее значением при ламинарном режиме Течения. Данные рис. 11.4.6 соответствуют пяти значениям теплового потока видно, что с его увеличением область перехода смещается вперед, а отклонение чисел Нуссельта Ына- от значений для ламинарного пограничного слоя возрастает. Зависимости, характерные для полностью развитого турбулентного течения, устанавливаются далеко вниз по потоку. Результаты измерений хорошо согласуются с корреляционными зависимостями [153]. [c.46]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология