ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Постановка задачи исследования при одномерном способе описания из "Нестационарный теплообмен " Этот коэффициент собственно и учитывает, как реальные процессы, происходящие в трехмерном течении, определяют теплообмен со стенкой при одномерном описании этих процессов. [c.16] Следовательно, значительное математическое упрощение задачи достигается при одномерном описании введением коэффициентов теплоотдачи и гидравлических потерь, которые сложными зависимостями связаны с реальным трехмерным течением и принципиально не могут быть определены по одномерной теории. Их находят либо из эксперимента, либо из решения приведенной трехмерной системы уравнений с помощью определений (1.10) и (1.13). [c.17] Рассматриваемый одномерный способ описания теплообменных процессов и вытекающее из него понятие коэффициента теплоотдачи широко распространены в инженерной практике при решении стационарных задач. Более того, иногда это понятие можно успешно распространять даже на случаи, когда а переменен по периметру канала, например, в канале некруглого сечения. Зная распределение а по периметру н длине канала (для некоторого распределения Г . по периметру) и установив слабую зависимость его от характера распределения Г . по периметру (или зная эту зависимость), можно решить задачу теплопроводности (1.7) и (1.19) и найти поле температур в стенках канала [34]. [c.17] Естественно, что одномерный способ описания не является всеобъемлющим. Более общим и строгим случаем является формулирование проблем нестационарного теплообмена в виде тре.х-мерных сопряженных задач. Однако широкое и плодотворное использование одномерного способа, понятия а и граничных условий 3-го рода в инженерной практике в стационарных задачах при различных законах изменения температуры стенки по длине канала заставляет внимательно проанализировать возможность их применения в нестационарных условиях (тем более для турбулентных течений). Необходимость анализа возможностей одномерного способа описания нестационарных задач диктуется и тем, что сопряженные задачи для теоретического анализа, несмотря на известный прогресс [3], еще очень сложны, а для экспериментального исследования малоперспективны при моделировании из-за необходимости обеспечить подобие по большому числу критериев. [c.18] Рассмотрим более подробно зависимость локального a(Nu) от характера изменения граничных условий. [c.18] Следовательно, при заданной гидродинамике и свойствах теплоносителя и определяется температурным полем в потоке. Температурное поле в данном сечении 2 зависит от предыстории температурных граничных условий выше по течению. Но длпна, по которой может проявиться влияние предыстории граничных условий, не больше длины формирования теплового пограничного слоя. [c.18] Для последующих оценок нужно выяснить, с какой скоростью влияния изменений Г,с по длине и во времени распространяется в глубь потока. Рассмотрим кратко этот вопрос. [c.18] Го — некоторая характерная температура, принимаемая за начало отсчета в данно.м процессе. [c.22] В силу малости интервалов времени Т+ и длины 2+, по которым произведено разложение, для подавляющего большинства практически реализуемых законов изменения Г - по длине н во времени можно ограничиться лишь линейными членами разложения причем всегда можно проверить допустимость этого приближения. [c.22] В большинстве случаев параметр (1.38) будет влиять на число Нуссельта совместно с параметрами (1.37), так как нестационарное изменение О будет сопровождаться соответствующим изменением Г ,. [c.23] Коэффициент сопротивления зависит от Ти г, т) только в силу влияния нестационарных изменений Г,,, на порождение турбулентности и профиль скорости. А так как нестационарный профиль температур существенно зависит от нестационарного изменения порождения и распределения по сечению турбулентности, то нестационарные профили температур и скоростей должны существенно влиять друг на друга. [c.23] Нестационарное изменение профиля температур через изменение теплофизических свойств (р, Ср, к, ц) около стенки (у+ 70), где сосредоточено основное порождение турбулентности [100], может существенно влиять на интенсивность и распределение турбулентности. Поэтому следует также ожидать различных зависимостей числа Ыи и от изменения физических свойств теплоносителя в стационарных и нестационарных условиях. [c.23] СЯ вполне логичными, но они оставляют совершенно не затронутым центральный для турбулентных течений вопрос как прогрев пристенной области отразится на порождении турбулентности и, следовательно, на всей структуре турбулентного потока. [c.24] Проанализируем, в чем может заключаться это влияние и каковы характерные времена и штepвaлы для оценки предыстории граничных условий. [c.25] Теперь, опираясь на механизм формирования и выброса вихревых структур, описанный в работе [100], попытаемся представить возможные последствия такого нестационарного прогрева. [c.26] Последовательность явлений возникновения вихревой структуры и ее выброса в изотермическом течении жидкости в трубе при Re = 20 000 представлена на рис. 1.2. [c.26] После выброса п уноса (рис. 1.2, к) около стенки возникает локальна.ч область замедленного течения жидкости толщиной порядка у+ 30 с очень малым градпептом скорости (см. область 3 на рис. 1.2, а). Затем эта локально замедленная область взаимодействует с большой массой жидкости, двигающейся со скоростью, близкой к средней для этого слоя (см. рис. 1.2, б). В результате этого взаимодействия, в частности сжатия, происходит резкий выброс (рис. 1.2, с, ж, з) жидкости из замедленной области в верхние слои. [c.27] В работе [100] показано, что выбросы обладают очень большой энергией и хорошо коррелируются, внося основной вклад в турбулентные напряжения и порождение турбулентности. [c.27] Вернуться к основной статье