ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Течение газов с большими дозвуковыми скоростями из "Основы теории теплопередачи " Все приведенные выше расчетные формулы относились к случаям, когда скорости течения очень малы по сравнению со скоростью звука, т. е. когда сжимаемостью среды можно пренебрегать. Пользуясь терминами теории подобия, можно показать, что эти формулы относились к явлениям, автомодельным относительно числа М. [c.132] Начало систематического изучения вопросов конвективной теплоотдачи газов, движущихся в трубах при больших дозвуковых скоростях, было положено в Советском Союзе. Ряд сведений из указанной области, полученных к 1950 году, содержится в монографии Гухмана и Илюхина [Л. 26]. Обширная литература (в частности, работы Калихмана [Л. 31]) имеется также по вопросу о тепловых явлениях при внешнем обтекании тел. При этом большое внимание уделяется сверхзвуковым течениям, что вызвано потребностями реактивной техники. Работы зарубежных авторов, касающиеся теплоотдачи в газодинамических условиях, освещены в переводных книгах [Л. 1, 55, 61]. [c.132] Важной особенностью рассматриваемой задачи является необходимость видоизменить определение коэффициента теплоотдачи а. Это связано с тем обстоятельством, что всякий предмет, лишенный источника или стока тепла и имеющий большую скорость относительно окружающей среды, разогревается. Если условия омывания поддерживаются неизменными, то температура предмета достигает некоторого стационарного уровня, когда аккумуляция тепла предметом прекращается и плотность теплового потока на его поверхности обращается в нуль. Сколь значительным может быть превышение температуры в указанных условиях, видно на примере метеоритной пыли, залетающей в нашу атмосферу ( падающие звезды ). Двигаясь в космическом пространстве, эта пыль имеет температуру, близкую к абсолютному нулю. Как только она попадает в верхние слои атмосферы, начинается мощное разогревание, приводящее к расплавлению и сгоранию метеоритного вещества. Только наиболее крупные метеориты достигают поверхности земли, не успевая сами сгореть, но зато вызывая окрестные пожары. Аналогичный, но, конечно, более слабый эффект, имеется в виду, когда одной из важнейших проблем современной реактивной авиации называют задачу преодоления теплового барьера . [c.132] В приведенных примерах неподвижным был газ, перемещающимися в пространстве — метеоритная пыль, самолет, снаряд. Существо дела, разумеется, не изменится, если неподвижным будет какой-либо предмет, двигаться же будет газ. Динамическое повышение температуры данного предмета, наступающее по достижении им стационарного режима, зависит только от относительной скорости окрул ающей среды и ее физических свойств. [c.132] При ш = 200 м/сек последняя величина оказывается вчетверо большей, т. е. равна 19,2°С, а при ш = 500 м/сек она получает уже в 25 раз большее значение, т. е. 120°С. [c.133] Для пластинчатых термометров, чувствительный элемент которых представляет собой тонкую пластинку, обтекаемую в продольном направлении, коэффициент восстановления г равен единице при Рг = 1 и равен 0,84 при Рг =0,72 (воздух). Этот результат, полученный теоретически и подтвержденный экспериментально, относится как к несжимаемому, так и к сжимаемому течению вдоль пластины при небольших значениях Ке (ламинарный пограничный слой). Для тонких проволочных термопар, обтекаемых воздухом в поперечном направлении, из опыта было найдено, что г =0,76. Как видим, величина г зависит от формы измерителя температуры и от числа Рг. В некоторых случаях на г существенно влияют также Ке и М. [c.134] Следовательно, д —О при условии, что Г т превышает на 16°С. Если Гст превышает Г р меньше, чем на 16°С, то пластина будет оказывать на воздушный поток охлаждающее действие. При этом удержать пластину на постоянном температурном уровне возможно не иначе, как с помощью специально организованного теплоотвода (охлаждающей водой, теплопроводностью через державку, закрепленную на других, более холодных предметах, расходом тепла на фазовое превращение и т. п.). Равенство температур стенки и потока, не говоря уже об условии Г Г р, является безусловным свидетельством того, что внесенный в движущуюся среду предмет (в данном случае пластина) действует как теплоприемник, т. е., что тепловой поток направлен в сторону стенки. Чтобы этот предмет стал теплоотдатчиком, его температура должна превышать температуру потока более чем на величину соответствующей динамической добавки температуры (при обтекании пластины со скоростью 200. сек более чем на 16° С). [c.135] признаком, определяющим направление теплоотдачи или ее отсутствие, служит в быстродвижущемся потоке температурный напор Тсоб—или Г-.,—Гсо5 (напор считают положительным). [c.135] При малых по сравнению с единицей значениях числа М формула (5-9) принимает обычный вид. Напротив, в условиях сверхзвуковых скоростей, когда М 1, поправка на динамическое повышение температуры оказывается весьма существенной. [c.136] Вернуться к основной статье