Температурные пограничные слои при вынужденном конвективном течении

Вынужденные и естественные конвективные течения. Дифференциальные уравнения (12.366) и (12.36в) для динамического и температурного пограничных слоев по своей структуре сходны между собой. Они различаются только двумя последними членами в уравнении (12.366) и последним членом в уравнении (12.36в). В общем случае между полем скоростей и температурным нолем существует двусторонняя связь, т. е. распределение температуры зависит от распределения скоростей и, наоборот, распределение скоростей зависит от распределения температуры. В том частном случае, когда архимедову подъемную силу в уравнении движения (12.366) можно отбросить, а вязкость считать не зависящей от температуры, двусторонняя связь превращается в одностороннюю, а именно, распределение скоростей становится независимым от распределения температуры. Архимедову подъемную силу в уравнении (12.366) можно не учитывать при сравнительно больших скоростях (при больших числах Рейнольдса) и при малых разностях температур. Такие течения называются вынужденными конвективными течениями (см. сказанное по этому поводу на стр. 264). Их противоположностью являются естественные конвективные течения в которых архимедова подъемная сила играет существенную роль. В естественных течениях скорости очень малы, а разности температур значительны. Причиной естественных течений является подъемная сила, возникающая в поле тяжести Земли вследствие разности плотностей среды. Примером естественных течений может служить течение около вертикально поставленной нагретой пластины. Вынужденные течения можно подразделить на две группы, смотря по тому, следует или не следует учитывать тепло, возникающее вследствие трения или сжатия течения первой группы имеют большие скорости, а течения [c.267]

Температурные пограничные слои при вынужденном конвективном течении [c.278]

В этом параграфе мы рассмотрим несколько примеров температурного пограничного слоя при вынужденном конвективном течении, причем используем уравнения пограничного слоя (12.36). Расчет температурного пограничного слоя на теле любой формы так же, как и расчет динамического пограничного слоя на произвольном теле, связан с довольно большими трудностями. Поэтому сначала мы остановимся на более простом случае температурного пограничного слоя — на плоской пластине, обтекаемой в продольном направлении. [c.278]

Как уже указывалось, при обтекании тел газом или жидкостью влияние трения проявляется в некоторой малой окрестности тела, называемой пограничным слоем, в которой продольная скорость потока изменяется от нулевого значения на теле до скорости, равной скорости внешнего потока. Аналогично вязкому слою, можно ввести понятие температурного (теплового) слоя, в котором температура газа изменяется от температуры поверхности обтекаемого тела до температуры внешнего потока (см. рис. 124). Таким образом, для решения задачи о течении в пограничном слое следует рассмотреть также конвективную теплопередачу (вынужденная конвекция), воспользовавшись уравнением энергии и соответствующими граничными условиями. [c.518]

Влияние числа Прандтля. Из предыдущего изложения следует, что число Прандтля является наиболее важным параметром для температурного пограничного слоя и для теплопередачи, причем как в случае вынужден-ных, так и в случае свободных конвективных течений. Согласно определени о число Прандтля Рг = v/a представляет собой отношение двух величин, характеризующих свойства, связанные с переносом импульса (вязкость) и переносом тепла (теплопроводность). Если способность вещества к переносу импульса, т. е. вязкость, особенно велика, то влияние стенки, уменьшающее импульс (условие прилипания), также велико, следовательно, это влияние проникает далеко внутрь течения, иными словами, толщина динамического пограничного слоя получается сравнительно большой. Аналогич-ное имеет место и для температурного пограничного слоя. [c.271]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...