ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Граничные условия из "Гидродинамика и тепломассообмен в пограничном слое Справочник " Применим гидродинамические уравнения 1-4 к плоскому турбулентному пограничному слою. Осредненное течение предполагается двумерным со скоростями в направлениях осей х и у соответственно осредненными и н v, пульсационными и и о. Координата х отсчитывается в направлении, параллельном поверхности обтекаемого тела вниз по течению от передней кромки тела, а координата у—по нормали к стенке. [c.25] Уравнения (1-76) и (1-77) имеют одинаковую форму во всем, кроме члена р и и да/ду в уравнении (1-77). [c.26] Уравнения (1-73) — (1-77) образуют систему основных уравнений плоскопараллельиого турбулентного пограничного слоя сжимаемой жидкости. Влияние пульсаций скорости сказывается в уравнениях количества движения, неразрывности и энергии в том, что там появляются соответственно добавочное рейнольдсово напряжение, кажущийся источник и добавочная передача энергии турбулентной теплопроводностью. Чтобы замкнуть систему, необходимо к этим уравнениям присоединить уравнения, связывающие пульсационные составляющие характеристик с их средними значениями. Сложность структуры турбулентного потока и отсутствие достаточного количества надежных опытных данных не позволяют решить эту задачу аналитически. Поэтому для получения необходимых данных по трению, теплообмену и массообмену решающее значение имеют полу-эмпирические методы, основанные на различных гипотезах и эмпирических соотношениях. Некоторые из этих методов рассматриваются в гл. 10 и 11. [c.26] К системе дифференциальных уравнений, описывающих перенос количества движения, тепла и массы, необходимо добавить геометрические условия, характеризующие форму и размеры тела, обтекаемого жидкостью, или размеры канала, в котором движется жидкость, а также временные и граничные условия. [c.27] Временные условия характеризуют особенности движения жидкости и протекающих процессов тепломассообмена во времени при нестационарном движении в начальный момент времени i=0 составляющие скорости должны обращаться в заданные функции координат, а температура на обтекаемой поверхности Гш и во внешнем потоке Ti — в заданные функции координаты х. Для стационарных процессов временные условия отпадают. [c.27] Граничные условия определяют особенности процессов движения и тепломассообмена на границах потока. [c.27] Область течения, для которой применимы рассмотренные выше системы уравнений, может быть ограничена поверхностью твердого гела или поверхностью другой жидкости. Она может простираться и на бесконечность. Возможно любое сочетание этих трех условий. [c.27] При ограничении движущейся жидкости поверхностью твердого тела касательные составляющие скорости на поверхности тела равны нулю вследствие прилипания частиц жидкости к стенкам. Исключение составляет движение сильно разреженного газа, когда длина свободного пробега становится большой по сравнению с характерным размером обтекаемого тела. При обтекании жидкостью непроницаемой поверхности условие неразрывности требует, чтобы нормальная составляющая скорости на границе с твердым телом была равна нормальной скорости тела. При отсутствии теплообмена на стенке дТ1ду = 0 при у = 0. При наличии теплообмена на стенке Т у стенки должно быть равно заданному значению Ту,(х). [c.27] Если жидкость обтекает пористую поверхность, нормальная к поверхности составляющая скорости равна скорости жидкости относительно поверхности касательные составляющие скорости на поверхности тела равны нулю. Величина нормальной составляющей скорости принимается положительной, если она направлена от стенки в глубь потока, и отрицательной, если жидкость отсасывается через стенку. Граничные условия для температуры остаются теми же, что и в случае непроницаемой поверхности. [c.27] На границе жидкость — жидкость (без фазовых и химических превращений) нормальная составляющая скорости является непрерывной. Приращение касательного напряжения уравновешивается соответствующими силами, возникающими от поверхностного натяжения. [c.27] Большинство задач, рассматривае.мых в динамике жидкости и газа, относятся к телу, движущемуся с определенной скоростью в неподвил-сной жидкой или газовой среде (воздухе). Это означает, что относительно тела скорость среды па бесконечности равна нулю. Однако почти всегда удобнее обратить процесс, считая, что тело покоится в потоке среды. В таком случае скорость и температура сре-ды на бесконечном удалении от тела имеют определенные постоянные значения, п )пчем и = и (х) и Т = Ту(х). [c.28] Вернуться к основной статье