ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы М Боришанский, Е. Д. Федорович, Расчет теплообмена в турбулентном пограничном слое несжимаемой жидкости в широком диапазоне чисел Прандтля из "Тепло- и массоперенос Том 3 Общие вопросы теплообмена " Полуэмпирическая теория турбулентности Прандтля включает в себя предположение Буссинеска [Л. 6] о возможности использования локального коэффициента турбулентной диффузии количества движения, который определяется соотношением, аналогичным уравнению Ньютона для вязкого трения. Однако в ряде теоретических и экспериментальных работ [Л, 7—9] было показано, что в случае диффузии некоторой концентрации от мгновенного точечного источника в однородном и изотропном турбулентном поле коэффициент турбулентной диффузии является функцией времени и стремится к постоянному значению лишь для сравнительно больших промежутков времени. Отсюда можно сделать заключение, что процессы турбулентной и молекулярной диффузии не могут быть описаны одинаковой зависимостью. [c.315] В настоящей работе выполнен расчет коэффициентов турбулентной диффузии тепла и количества движения в однородном и изотропном турбулентном потоке при наличии диффузии от бесконечного плоского источника. [c.315] Расчет выполнен на основании теории турбулентной диффузии, развитой в работах Тэйлора [Л. 10] и Френкиля [Л. 7]. [c.315] Рассмотрим турбулентный перенос тепла и количества движения в неограниченном однородном изотропном потоке, имеющем среднюю скорость V в направлении оси ох. На плоскости XZ заданы источники тепла и количества движения (трения) достаточно малой мощности, для того чтобы можно было пренебречь как зависимостью физических параметров потока от температуры, так и нарушениями однородности потока. Для упрощения задачи принимаем, что турбулентная диффузия частиц жидкости, а также молекулярный перенос тепла и количества движения в направлении оси ох пренебрежимо малы по сравнению с переносом за счет средней скорости. [c.316] Если Рг 1, то Ргт 1 и отличие от единицы тем больше, чем меньше число Рг, и yj / L . [c.319] При Рг 1 значение Ргт 1 и отличие от единицы тем больше, чем больше число Рг и чем меньше v LJv и у/ / L . [c.319] К сожалению, на пленарное заседание нашего совещания не вынесено доклада по столь важной проблеме, ка к пути развития теории пограничного слоя. Тем не менее тематика сегодняшнего заседания и заслушанные интересные доклады дают возможность поставить некоторые 1вопросы и по данному поводу. [c.320] Обычно считается, что выход из этого положения может дать только построение более совершенных моделей турбулентных переносов в потоке со сдвигом. На секциях это направление в некоторой мере представлено интересными доклада.ми Л. С. Кокорева, Д. Н. Ляховского и др. Однако опыт показывает, что этот путь весьма длителен и дает пока весьма ограниченные результаты. [c.320] Сейчас я хочу обратить внимание на существование еще одного пути развития теории турбулентного пограничного слоя пути, отнюдь конечно, не исключающего вышеуказанного. [c.320] Аналогичное соотношение имеет место и для тепло- и массообмена. [c.321] Связи между величинами т, Рим могут быть с достаточной степенью точности апроксимированы зависимостями, вытекающими из самых общих свойств турбулентного пограничного слоя без привлечения каких-либо полуэмпирических теорий. [c.321] Для ряда важнейших случаев интеграл (2) дает расчетные формулы, не содержащие эмпирических коэффициентов и весьма хорошо описывающие многочисленные экспериментальные данные. Ряд результатов в этом направлении также представлен в некоторых секционных докладах. [c.321] Здесь на пленуме мне хочется поставить вопрос о целесообразности в ближайшее время, скажем, в течение 1—IV2 лет, подготовить и провести специальное научное совещание по проблемам теории турбулентного пограничного слоя. [c.321] Институт теплофизики Сибирского отделения АН СССР готов принять в этом деле самое активное участие. [c.321] В условиях теплообмена пульсации скорости турбулентного потока жидкости вызывают турбулентные пульсации температуры. Эксперн-ментальное изучение турбулентных пульсаций температуры имеет большое значение. С помощью таких опытов можно получить сведения о внутренней структуре потока и механизме переноса тепла при турбулентном режиме течения жидкости. [c.322] Температура в потоке воды и жидкого металла измерялась малоинерционными подвижными термопарами. В первом случае термопара имела открытый спай диаметром 0,2 мм, во втором случае спай термопары помещался в тонкостенный металлический чехол с наружным диаметром 0,5 мм. Аналогичные термопары были заделаны в стенку трубы опытного участка. Температурное поле в потоке жидкости измерялось одновременно двумя подвижными термопарами, расположенными в одном зонде. Устройство зонда с подвижными термопарами и опытного участка приведено в работе [Л. 1]. Конструкция опытного участка и система управления обеспечивали как плавное перемещение термопар, так и фиксирование их в любой точке по диаметру трубы. Положение термопар в трубе определялось с точностью 0,02 мм. Опытный участок располагался вертикально. Тепловой поток создавался электрическим нагревателем, который состоял из четырех отдельных секций. Это позволило определить температурное поле в потоке жидкости на расстояниях 5, 10, 15, 30 диаметров от начала обогрева. Во всех опытах длина участка гидродинамической стабилизации составляла 30 диаметров. [c.322] Показания термопар записывались на диаграммах быстродействующих автоматических потенциометров ЭПП-09 класса 0,5 с временем полного пробега шкалы 1 сек. Верхний предел шкалы прибора был уменьшен до 0,5 мм. Компенсация более высоких значений, термо э. д. с. производилась низкоомным потенциометром ППТН-1. [c.322] Распределение температуры по диаметру трубы при турбулентном течении жидкого металла и воды, записанное на диаграммах приборов, показано на рис. 1 и 2. Специально проведенными опытами было установлено, что приборы регистрируют турбулентные пульсации температуры в потоке жидкости Л. 2]. Развертка пульсаций температуры во времени при фиксированных расстояниях от стенки трубы и обработка этих пульсаций позволили выяснить ряд характерных особенностей турбулентного режима течения. [c.322] Вернуться к основной статье