ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Анализ основных уравнений с точки зрения теории подобия из "Теплопередача при конденсации и кипении Изд.2 " Чем сложнее физическое явление, тем меньше возможность чисто аналитического решения дифференциальных уравнений, его описывающих. Одновременно с этим уменьшается и общность результатов непосредственного эксперимента. [c.17] В силу большой сложности процессов теплопередачи изложенное относится к ним в полной мере. [c.17] Теория подобия приводит к таким методам обработки экспериментальных данных, которые, будучи выведены из основных теоретических представлений о механизме изучаемого явления, дают возможность широкого обобщения результатов опытов [41—44, 31, 32). [c.17] Не останавливаясь подробно на принципах этой теории и предполагая, что читатель знаком с ее основами, разработанными А. Ь. Кирпичевым п его школой, напомним некоторые ее положения. [c.17] Критерии подобия распадаются на два основных класса — критерии определяющие и критерии неопределяющие. [c.17] Теория утверждает, что при соблюдении равенства в двух процессах той группы критериев, которые являются определяющими, остальные критерии (неопределяющие) будут автоматически равны, а оба рассматриваемые процесса подобны между собой. [c.18] Этот вывод имеет исключительное практическое значение. В самом деле, при экспериментировании производится ряд единичных наблюдений, которые могут привести к установлению определенных эмпирических связей между наблюденными величинами. Если же обработать полученные данные в виде критериев подобия и построить зависимость определяемых критериев от определяющих, то получится результат, несоизмеримо более общий, так как выведенные таким способом связи справедливы для всех явлений, протекающих в геометрически и физически подобных системах. Поскольку критерии подобия безразмерны, уравнения связи между ними совершенно не зависят от выбора системы единиц измерения. [c.18] Здесь т — число основных величин, т. е. число размерностей, определяющих величины т . [c.18] При этом следует всегда иметь в виду, что подобный анализ размерностей ничего больщего, чем получение ряда безразмерных комплексов, дать не может. Дальнейшее исследование возможно только с помощью аппарата теории подобия. [c.18] Введем новые переменные типа -- w . [c.18] Здесь индекс 0 означает, что соответствующая величина относится к некоторой масштабной точке системы. [c.18] В этих уравнениях через Тц обозначен масштаб времени. [c.19] Уравнение сплошности несжимаемой жидкости никаких критерием не дает. Поэтому в дальнейшем при анализе методами теории подобия системы уравнений, описывающих тот или иной процесс, уравнение сплошности не выписывается, но подразумевается его суп ество-вание в области применимости у равнений (1. 6) и (1.7). [c.19] Первое из этих выражений дает критерий у /д, а второе. [c.21] Приводим сводную таблицу основных критериев подобия процессов теплообмена при изменении агрегатного состояния веи1ества с указанием их основного физического смысла. [c.21] Рассмотрим процесс течения конденсата, выпадающего на вертикальной стенке. На начальном участке количество конденсата может быть недостаточным для образования сплошной пленки, и тогда там должен существовать тип конденсации, похожий на капельную. Далее капли конденсата буду растекаться по стенке (так как последняя смачивается конденсатом данного пара), образуя пленку, которая под действием силы тяжести будет течь вниз. Толщина и скорость течения пленки на этом участке невелики, и течение будет ламинарное. [c.23] По мере стекания пленки вниз ее скорость и толщина, вследствие выпадания по пути новых порций конденсата, будут все время возрастать. Поэтому на каком-то участке должна начаться турбулизация течения пленки. Схема течения пленки конденсата на достаточно высокой стенке может быть представлена так, как это показано на фиг. 6. [c.23] В настоящее время можно считать установленным, что для паров воды, спирта, углеводородов и т. п. сопротивление теплопереходу от пара к поверхности конденсата (в обычных условиях) мало по сравнению с термическим сопротивлением пленки конденсата. В этом случае теплопередача от конденсирующего пара к твердой стенке всецело определяется условиями теплообмена в потоке конденсата. [c.23] Для установления общих связей между критериями подобия, определяющими процесс теплопередачи в потоке жидкости, на поверхности которой имеет место изменение агрегатного состояния, достаточно рассмотреть уравнения (1.6), (1.7), (1.18) и уравнение сплошности пленки конденсата. При стационарное режиме, который в данном случае только и имеет практический смысл, все производные по времени обращаются в нуль. Кроме того, в рассматриваемом случае практически равны нулю последние два члена уравнения (1. 18). [c.24] Вернуться к основной статье