Пограничный слой на проницаемой поверхности. МГД-пограничный слой

Сложность задачи усугубляется тем, что уравнения, описывающие процессы переноса массы и теплоты внутри проницаемой матрицы и во внешнем пограничном слое, должны решаться одновременно, так как концентрация различных компонент на внешней поверхности стенки, необходимая для интегрирования уравнений сохранения компонентов, не может быть задана произвольно, а должна определяться в результате совместного решения уравнений по обе стороны внешней поверхности пористой оболочки. [c.64]

В настоящее время разработаны и успешно применяются численные методы-решения многих теплофизических задач расчет температурного состояния-твердых тел, температурных полей в потоках жидкости и газа, в жидких и газовых прослойках, заключенных в неподвижные или вращающиеся полости исследование закономерностей движения теплоносителя с целью выявления механизма процессов теплообмена исследование структуры пограничного слоя, теплообмена и трения на твердой поверхности и т. п. Одним из наиболее успешно развивающихся направлений использования математического эксперимента в теплофизических исследованиях является изучение закономерностей тепломассообмена и трения в потоках жидкости и газа с использованием теории пограничного слоя. Поэтому в качестве примера рассмотрим более подробно основные этапы математического эксперимента по исследованию сопротивления трения и теплоотдачи турбулентного потока к твердой поверхности. Ограничим задачу случаем стационарного течения несжимаемой жидкости с постоянными теплофизическими свойствами около гладкой плоской поверхности (в общем случае проницаемой). [c.66]

Поскольку реальная проницаемая поверхность отличается от гладкой шероховатостью и большим числом пор, то было неясно, может ли существовать даже при интенсивном отсосе ламинарное течение в пограничном слое. Экспериментальные исследования ([54], 1952, № 12) на пористой пластинке из бронзы, имеющей значительно большую шероховатость, чем у контрольной пластинки с непроницаемой поверхностью, показали, что области ламинарного течения образуются в широком диапазоне параметров отсоса (р У)ед. [c.440]

При вдуве газа в пограничный слой через проницаемую поверхность в зависимости от интенсивности вдува можно выделить три случая. [c.462]

При разработке расчетной схемы определения параметров пограничного слоя полагают [19], что обтекаемая поверхность является равномерно проницаемой, размеры отверстий вдува малы, а их число достаточно велико. Качественную картину развития турбулентного слоя вдоль проницаемой поверхности при постоянной по длине интенсивности вдува (рК)вд можно [c.463]

Рис. 7.3.5. Пограничный слой вдоль проницаемой поверхности

Распределение касательного напряжения по толщине пограничного слоя в различных сечениях вдоль проницаемой поверхности достаточно хорошо описывается зависимостью [19] - [c.463]

Пусть продольно-обтекаемая газом 2 пластина проницаема для газа 1, т. е. через поры или малые отверстия в материале пластины можно вдувать газ 1 в ламинарный пограничный слой газа 2 на ее поверхности. Для газа 2 пластина непроницаема (рис. 7.16, а). [c.153]

Турбулентный пограничный слой. На проницаемых поверхностях, которые подлежат защите от воздействия потоков газа, имеющих высокую температуру, как правило, существует турбулентный пограничный слои. Путем вдува холодного газа в турбулентный пограничный слой горячего газа удается существенно снизить температуру защищаемой поверхности. [c.154]

Рис. 7.18. Влияние на теплообмен расхода охладителя через проницаемую поверхность в турбулентный пограничный слой [56]

Рис. 26.7. Влияние на теплообмен продольно обтекаемой пластины вдува охладителя через проницаемую поверхность в турбулентный пограничный слой [1J

Влияние поперечного потока на теплоотдачу показано на рис. 14-5 [Л. 92, 106]. Здесь Ф —St/Sto, 1 де Sto — число Стантона при отсутствии массообмена (см. гл. 7) А = (/i /ip o) 1/Sto- фактор проницаемости, пропорциональный плотности поперечного потока на поверхности стенки (раздела фаз) /г с — скорость потока за пределами пограничного слоя. [c.341]

Рассмотрим вкратце характеристики турбулентного пограничного слоя на проницаемой поверхности. Теоретическое решение этой задачи ввиду ее сложности в настоящее время отсутствует. Поэтому большое значение придается накоплению опытных данных. Технические трудности, связанные с проведением соответствующих экспериментов, приводят во многих случаях к значительным погрешностям (до 100%), о чем свидетельствует большой разброс экспериментальных точек, полученных различными авторами в сходных условиях (рис. 4-21). [c.113]

Наконец, тугоплавкие порошки можно вдувать через проницаемую поверхность или вводить внутрь сублимирующего или разлагающегося теплозащитного покрытия. По мере уноса массы последнего частицы порошка будут освобождаться и вноситься внутрь пограничного слоя током газообразных продуктов разрушения. [c.298]

Подаваемая с поверхности аппарата газовзвесь должна иметь достаточную степень черноты для эффективного ослабления радиационного потока и небольшую молекулярную массу для снижения конвективного теплового потока. В качестве такой смеси можно использовать водород с добавками щелочных металлов, сажистых или твердых металлических частиц. Гидродинамика газовзвесей в пограничном слое достаточно сложна, поскольку следует учитывать непрерывное поступление частиц через проницаемую поверхность, их нагрев за счет поглощенного радиационного теплового потока и теплообмена с окружающим газом, постепенное испарение и, наконец, полное исчезновение. Скорость испарения вначале определяется только температурой поверхности частиц, а затем при некотором минимальном диаметре частицы начинает зависеть и от ее размера. Температура частиц, даже очень маленьких, при больших радиационных потоках может отличаться от температуры окружающего газа. [c.298]

Вдув — процесс подачи газа в пограничный слой набегающего потока по нормали к проницаемой поверхности тела. Термин проницаемая подразумевает поверхность с бесконечно большим числом отверстий, расстояние между которыми много меньше толщины пограничного слоя над ней. Вдув газа эффективно перестраивает течение в пограничном слое, уменьшая градиенты скорости, температуры и концентрации, что, в конечном счете, снижает тепловые и диффузионные потоки к стенке, а также величину трения (см. 4-4 и 4-5), [c.369]

Решение задач тепломассообмена и трения при обтекании проницаемой поверхности турбулентным пограничным слоем дано, в частности, в работах С. С. Кутателадзе и А. И. Леонтьева— см., например,. [4-17]. Авторы исходили из того, что в неоднородном по своим характеристикам турбулентном потоке, омывающем стенку, наиболее устойчивой по отношению к внешним воздействиям является область пристенной турбулентности, располагающаяся в непосредственной окрестности твердого тела, но вне области вязкого подслоя. [c.78]

Схема задачи дана на фиг. 154. Через проницаемую поверхность в пограничный слой вдувается га to скоростью W m- Вещество вдуваемого газа и основного потока одно и то же. Физические свойства постоянны. В непосредственной близости к стенке [c.422]

В [Л. 20, 278] рассмотрены условия внешнего движения, при которых возможны автомодельные решения уравнений пограничного слоя несжимаемой жидкости на непроницаемой поверхности. Здесь выясняется этот вопрос и для случая обтекания проницаемой поверхности плоскопараллельным потоком несжимаемой жидкости. Уравнения ламинарного пограничного слоя в этом случае имеют вид [c.36]

Здесь е(х)—функция, учитывающая влияние на Тш скольжения пограничного слоя на проницаемой поверхности [c.111]

Система уравнений пограничного слоя для случая течения сжимаемой жидкости вдоль нагретой проницаемой поверхности может быть записана в следующем безразмерном виде [c.147]

Решения уравнения (1), позволяющие удовлетворить таким краевым условиям, т.е. функции со(йо и) были детально изучены в работе [2] применительно к задаче о пограничном слое на проницаемой поверхности, сквозь которую в поток вводится жидкость со свойствами, в общем случае отличными от свойств жидкости во внешнем [c.87]

Рассмотрим стационарный пограничный слой несжимаемой жидкости на плоской подвижной проницаемой поверхности при постоянной скорости внешнего потока. [c.102]

В работах [1, 2] для изучения стационарных течений несжимаемой жидкости в пограничном слое на плоской подвижной проницаемой поверхности при постоянной скорости внешнего потока использовалось уравнение [c.108]

Последний будет наиболее устойчивым, если в момент выброса пристенного слоя жидкости продольная компонента скорости течения жидкости около стенки будет минимальной. Эти условия аналогичны тем, которые имеют место при оттеснении пограничного слоя от проницаемой поверхности. [c.441]

Тепло- и массообмен неразрывно связаны друг с другом в процессах испарения жидкости в газ, конденсаций из парогазовой смеси, при интенсивной термодиффузии и в ряде других случаев. Ниже кратко рассматриваются некоторые, относительно простые, закономерности такого рода процессов. При этом, естественно, основное внимание уделено вопросам теории бинарного пограничного слоя на проницаемых поверхностях. [c.555]

При обтекании проницаемой поверхности возможен эффект оттеснения пограничного слоя вследствие интенсивного вдува. На рис. 1-5 показана интерферограмма пограничного слоя в режиме оттеснения от проницаемой поверхности. - [c.24]

ТУРБУЛЕНТНЫЙ ПОГРАНИЧНЫЙ СЛОЙ НА ПРОНИЦАЕМОЙ ПОВЕРХНОСТИ [c.67]

Рассматриваемая схема турбулентного пограничного слоя на проницаемой пластине показана на рис. 5-1. Будем считать, ЧТО поверхность пластины проницаема во всех точках для одной из компонент потока. Если газ вдувается в пограничный слой или отсасывается из него, 10 размеры отверстий принимаются малыми, а число их достаточно велико. [c.67]

Рис. 8-4, Схема развития пограничного слоя. - доль проницаемой поверхности.

В качестве идеальной схемы будем рассматривать турбулентный пограничный слой на поверхности, проницаемой во всех точках для одного из компонент потока. В случае равнораспре-деленных поверхностей источников физико-химических превращений это положение выполняется точно. Если же некоторый газ вдувается в пограничный слой через твердую стенку, то число отверстий в ней должно быть весьма велико, а их размеры малы. При этом будем полагать, что температура газа на выходе из пористой стенки равна Т . Схема такой задачи показана на рис. 3.1. [c.68]

Отсос через проницаемую поверхность. Ламинаризируя пограничный слой на проницаемой поверхности, стремятся реализовать оптимальный режим отсоса, добиваясь такого распределения нормальной составляющей скорости по поверхности, при котором в каждом сечении пограничного слоя местное число Рейнольдса было бы равно его нижнему критическому значению Ке (х) = Рз с /ч = . [c.446]

На рис. 7.3.2 представлены профили скоростей, соответствующие различной интенсивности вдува. Видна значительная деформация профилей в пристеночной области. На внещнем участке слоя характер течения сохраняется таким же, как и при отсутствии вдува, однако этот участок более удален от стенки вследствие значительного расширения пристеночной области. При этом толщина пограничного слоя существенно возрастает (рис. 7.3.3). Специфический характер изменения толщины слоя по длине модели свидетельствует о наличии переходного процесса при формировании профилей скоростей в начале пористого участка, что соответствует точкам перегиба на этих профилях. После области перехода наблюдается процесс повторной стабилизации пограничного слоя на проницаемой поверхности в условиях вдува. [c.461]

Рассмотрим параметры трения в турбулентном пограничном слое на проницаемой поверхности со вдувом для так называемого предельного случая, характеризующегося числом = УосХ/ч -у со. Ограничимся простейщим случаем, полагая, что основной поток и вдуваемый газ имеют одинаковые физические свойства, а количество тепла, выделяемое в результате работы сил вязкости, равно количеству тепла, отведенному за счет теплопроводности (при этом число Прандтля Рг=1). При этих [c.464]

При безградиентном течении во внешнем потоке толщйны пограничных слоев нарастают вдоль поверхности по линейному закону. Исключение составляет незначительная область вблизи начала проницаемого участка, где при большой интенсивности вдува образуется застойная область со стационарным вихрем. [c.465]

Указанный слон будет наиболее устойчив при нулевой скорости течения жидкости в непосредственной окрестности поверхности нагрева. Это условие соответствует эффекту оттеснения турбулентного пограничного слоя от проницаемой поверхности. Полагая, что такое оттесне-210 [c.210]

На рис. 15-1 графически представлены некоторые результаты Бэрона [Л. 2] для случаев, когда через проницаемую поверхность в ламинарный пограничный слой воздуха вдувались гелий и двуокись углерода. Для расчета использовались реальные свойства бинарных смесей Не — воздух и СОг — воздух, а концентрация гелия или двуокиси углерода изменялась от нуля во внешнем течении до значения у поверхности (в 0-состоянии), зависящего от скорости массопереноса [действительно, тц=В]( + В). В обоих случаях сохраняемым свойством была массовая концентрация, а ц/Л=ц/у=8с. При очень низких значениях В концентрация Не или СОг в пограничном слое мала, что характерно для задач с постоянными физическими свойствами. Следовательно, g можно определить из решения для постоянных свойств при значениях числа S , характерных для сильно разбавленных смесей. При высоких значениях В число S существенно изменяется поперек пограничного слоя, особенно для смеси Не — воздух. Влияние изменения физических свойств хорошо видно на графике (рис. 15-1). [c.377]

В [Л.3-49] излагаются результаты опытов по исследованию турбулентного пограничного слоя на проницаемой поверхности в области сильных вдуВов и конечных чисел Ре йнольдса. Опыты основаны на химическом взаимодействии основного потока (кислотная среда) с вдуваемой жидкостью (щелочная среда). При определенных вдувах на поверхности пористой пластины образовывался слой только вдуваемой жидкости, что четко фиксировалось находящимся в ней индикатором (фенолфталеином), причем пленка с pio =100% появлялась при одних и тех же критических значениях параметра вдува, даже если концентрация инжектанта уменьшалась до 0,0015% NaOH (резко разбавленный раствор), [c.235]

При обтекании газом проницаемой поверхности, из которой подводится масса в пограничный слой или через которую часть газа из пограничного слоя отсасывается, в уравнения (1-83) — (1-86) вводится относительный массовый расход попереч1Гого потока вещества [c.30]

К рассмотренному классу методов относится также метод М. Р. Хэда [Л. 200]. По сравнению с другими методами он является более общим, так как позволяет рассчитать пограничный слой и на проницаемой поверхности, в частности при отсасывании жидкости из пограничного слоя. [c.86]

Теплообмен при наличии переноса массы и постоянном составе рассматриваемой фазы. Могут возникнуть предположения о том, что упомянутое влияние обязано своим происхождением химической реакции. Для ответа на этот вопрос рассмотрим теперь некоторые результаты опытов Микли, Росса, Сквайерса и Стюарта (1954). В их работе определялась проводимость gh при обтекании воздухом пористой пластины. Через проницаемую поверхность пластины выдувался или отсасывался воздух так, чтобы пограничный слой был турбулентным. Перепады температуры были умеренными, а состав газовой фазы сохраняйся постоянным. Пластина служила одной стенкой рабочей части аэродинамической трубы. [c.133]

В задаче об обтекании плоской подвижной проницаемой поверхности потоком несжимаемой жидкости в изобарических стационарных пограничных слоях рассмотрены случаи неавтомодельных решений, близких к автомодельным. В линейной постановке этот анализ привел к необходимости рассмотреть нестандартные задачи на определение собственных значений и изучить их асимптотику в различных случаях. Исследована асимптотика для больших положительных собственных чисел и скорости поверхности пластины, направленной против скорости внешнего потока. Получено также асимптотическое представление поведения собственных чисел в случае, когда скорость поверхности пластины близка к скорости внешнего потока. [c.108]

Весьма важное значение имеет также то обстоятельство, что размеры вязкой области убывают с уменьшением вязкости быстрее, чем размеры всего турбулентного пограничного слоя. В связи с этим можно рассматривать некоторый идеальный турбулентный поток с вырожденным вязким подслоем. Замечательно, что в таком пограничном слое интегральные характеристики переносов количества движения, тепла и массы решающим образом определяются свойствами консервативной части турбулентного ядра и их относительные изменения под влиянием возмущающих факторов (градиент давления, сжимаемость, температурная неоднородность, проницаемость твердой поверхности, физико-химические превращения и т. п.) не зависят от эмпирических констант и не связаны с каким-либо специальным типом полуэмпириче-ских теорий. [c.4]

Проблема расчета турбулентного пограничного слоя на проницаемой поверхности имеет чрезвычайно важное значение. Процессы такого рода возникают при защите элементов машин от воздействия потоков газа высокой температуры (так называемое пористое охлаждение лопаток газовых турбин, камер сгорания ракетных двигателей и т. п.) при испарении и конденсации, при нали- [c.67]

Величина относительной плотности р всегда конечна, а относительная скорость со изменяется от О до 1, и, следовательно, существует некоторое значение параметра проницаемости при котором интегралу (5-1-4) соответствует значение 4 00 = 0. Такое значение параметра проницаемости будем называть критическим и обозначать.через Ькр- Это явление можно отождествить с ог-геснением пограничного слоя от проницаемой поверхности. [c.69]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...