ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Тепломассоперенос в условиях пристеночной турбулентности. Взаг имодействие молекулярного и молярного переносов из "Механика жидкости и газа Издание3 " Выведенные формулы распределения скоростей содержат неизвестную заранее величину у, связанную с напряжением трения иа стенке трубы. Чтобы сделать задачу определенной, необходимо иайти дополнительную связь между величинами у и тпх или г/ср. Такая связь задается формулой сопротивления трубы турбулентному движению жидкости. [c.729] Остается воспользоваться формулой скоростей (96), чтобы задача могла считаться полностью решенной. [c.731] Отсюда сразу следует, что закону сопротивления Блазиуса (107), в котором т принято равным Д. соответствует закон одной седьмой для профиля скоростей. [c.732] Приводим графики Никурадзе (рис. 248), иллюстрирующие уменьшение числа т с ростом рейнольдсова числа. [c.732] Основное преимущество логарифмического профиля скоростей (96) заключается в том, что он справедлив в чрезвычайно широких пределах изменения ijvjv, начиная примерно от значения, равного 40, и по имеющимся опытным данным до значения, во всяком случае не меньшего 100 000, что и говорит об универсальности этого отношения. [c.733] Изложенное относилось ли1нь к движению в гладкой трубе со строго цилиндрической поверхностью, Иа практике приходится и.меть дело с более или менее шероховатыми трубами, а также с трубами с неточной цилиндричиостью внутренней поверхности — волнистостью. [c.733] Изучением влияния различного типа шероховатостей на сопротивление труб занимается гидравлика, располагающая большим числом разнообразных практических ( юрмул для определения сопротивлений, применяемых в технике труб. [c.733] Несколько идеализируя и вместе с тем обобщая понятие шероховатости, представим себе, что внутренняя новерхность трубы покрыта бугорками, имеющими вид зерен примерно одинакового размера. Обозначим через к высоту бугорка шероховатости (практически среднюю высоту) и условимся называть величину к, выраженную в миллиметрах, абсолютной шероховатостью, а отноитение высоты бугорка к к радиусу трубы а — относительной шероховатостью. В дальнейшем предполагается, что относительная шероховатость сравнительно невелика (от 0,2 до 7%). [c.733] Этим основным результатам можно дать наглядное теоретическое истолкование, если сопоставить высоту бугорка шероховатости к с толщиной ламинарного подслоя бд. [c.734] Этот режим можно назвать режимом развитой шероховатости. [c.734] Вид функции Ф неизвестен и будет определен из опытов. Важно лишь отметить, что из предыдущих рассуждений вытекает независимость вида этой функции от рейнольдсова числа и шероховатости. [c.735] И сопротивлениям. Возможность такого рода сравнения делает определение функции Ф kvJv) более надежным. [c.736] Таким образом, каждому значению рейнольдсова числа Ке течения Б трубе соответствуют определенные границы относительной шероховатости к а, р. которых можно пользоваться темн пли другими формулами. [c.737] Отметим, что приведенные формулы теории идеализированной шероховатости могут применяться для практических расчетов труб, если знать величину эквивалентной относительной шероховатости кя1а которую для различных поверхностей можно установить экспериментально ). [c.737] С аналогичной теорией процессов распространения тепла, так что все, что будет изложено в настоящем параграфе, в одинаковой степени относится к тому и другому процессам. [c.738] Рещение общей задачи переноса в турбулентных потоках упирается, как мы ранее уже видели, в недостаточность наших знаний о коэффициентах переноса Ет, Ед, е,н- Если для первого из этих коэффициентов удается сконструировать достаточно удовлетворительное полуэмпириче-ское выражение, содержащее понятие пути смешения , то для остальных двух приходится пользоваться либо предположением о пассивности переносимой субстанции, или, что то же, о равенстве турбулентных чисел Прандтля и Шмидта единице, либо задаваться какими-то эмпирическими средними значениями этих чисел, либо, наконец, принимать в расчет также эмпирические распределения по потоку. [c.738] В настоящем параграфе мы остановимся исключительно на рассмотрении явлений теплопереноса в обстановке пристеночной турбулентности, когда, судя по многочисленным экспериментальным материалам, предположение о равенстве турбулентного числа Прандтля единице является достаточно удовлетворительным. Заметим, что принятие турбулентного числа Прандтля не равным единице, но постоянным по всему потоку нисколько не усложнит излагаемых далее соображений, а потребует лишь введения попраьачного множителя. [c.738] Для простоты будем рассматривать то строго стратифицированное по скорости турбулентное движение, параллельное безграничной плоскости, о котором была речь в 117. Легко сообразить, что такое движение будет также стратифицкровано и по осредненной температуре, причем наряду с доказанным для этого движения свойством постоянства полного касательного напряжения трения (тп = Тш) будет справедливо и аналогичное свойство для потока тепла = Яю)- Как было показано в 117, результаты расчета этого лишенного продольного перепада давления схематизированного движения хорошо применяются к движению в плоской и даже круглой цилиндрической трубе. [c.738] Принципиальное значение для дальнейшего имеет вопрос о том, сохраняется ли в явлениях переноса тепла деление потока на подслой с молекулярной природой переноса (вязкий или ламинарный подслой) и турбулентное ядро , где процессы переноса чисто молярные, не зависящие от молекулярной структуры жидкости, и каково должно быть соотношение мел ду толщинами вязкого и температурного подслоев. [c.738] Вернуться к основной статье