ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Г л а- в а пятая Изотермическое течение 5- 1. Общие сведения о стациинарном стабилизированном течении из "Теплообмен и сопротивление при ламинарном течении жидкости в трубах " В этой главе мы рассмотрим изотермическое течение несжимаемой жидкости, т. е. такое течение, при котором поле температуры в потоке однородно и, следовательно, физические свойства жидкоети постоянны. [c.47] Как показывают теория и опыт, характер течения жидкости вблизи входного сечения трубы существенно зависит от условий входа. Однако на достаточном удалении от входного сечения эта зависимость исчезает. Вдали от входа жидкость движется так, чтобы вектор скорости в каждой точке потока параллелен оси трубы . Такое течение, как уже отмечалось в 4-2, называется гидродинамически стабилизированным. Если труба достаточно длинная, то, начиная с некоторого расстояния от входа, течение всегда можно считать стабилизированным. В случае сравнительно коротких труб необходимо учитывать особенности течения в начальном участке (см. 5-4). [c.47] Чтобы найти распределение скорости ш, уравнение (5-1) надо решить при граничном условии на стенке в виде равенства нулю скорости Wx. [c.48] Уравнение (5-1) представляет собой уравнение Пуассона, для решения которого используются различные математические методы. Точные решения можно получить, например, с помощью функций комплексного переменного. Из приближенных методов используются метод конечных разностей, а также вариационные методы, позволяющие получить приближенное решение в аналитической форме. С математической точки зрения рассматриваемая задача эквивалентна задаче о кручении длинного бруса. Поэтому известные в теории упругости решения задач о кручении брусьев различной формы после некоторой переработки можно использовать для вычисления профилей скорости в трубах с такой же формой поперечного сечения. Решения уравнения (5-1) для труб различной формы содержатся во многих работах [Л. 1—7]. В последующих параграфах будут приведены некоторые из них. [c.48] Использование такого масштаба имеет следующие преимущества а) упрощается соотношение (4-17) б) масштаб определяется одинаковым образом для труб разной геометрической формы в) для круглой трубы (наиболее распространенный случай) с1э равно просто диаметру трубы а. Выбор в качестве масштаба может оказаться целесообразным и по другим причинам, о которых будет сказано ниже. [c.49] Если бы изменение скорости от нуля на стенке до значения в ядре потока происходило в тонком пристеночном слое (с толщиной, много меньшей размеров поперечного сечения), то условия течения у стенки, а значит (дWx дN) были бы одинаковыми в различных точках периметра и для труб разной формы. Тогда, как это видно из (5-4), благодаря использованию йэ, мы получили бы одно и то же значение Ке для труб любой формы. Однако в действительности при ламинарном течении изменяется то всему сечению и профиль скорости существенно зависит от геометрии поперечного сечения. Поэтому величина Ке, несмотря на использование с,, также зависит от формы и соотношения размеров поперечного сечения . [c.49] Вернуться к основной статье