20.Теория пограничного слоя
В тепломассообмене принято рассматривать всю область течения жидкости как совокупность пограничного слоя и внешнего потока (ядра потока). Силы внутреннего трения (молекулярной вязкости) существуют у всех реальных жидкостей и газов. В результате их влияния все строгие выводы, сделанные для идеальной жидкости, для реальной являются приближенными, нуждающимися в некоторых поправках и уточнениях. Силы вязкости стремятся затормозить быстро движущиеся частицы жидкости и ускорить более медленные частицы. Эти силы велики там, где жидкость течет слоями с большой разностью скоростей. Вязкость в жидкостях и газах является следствием их молекулярного строения. Вязкость служит причиной образования вихрей, весьма существенно влияющих на течение жидкости. С другой стороны, образовавшиеся вихри из-за вязкости постепенно рассасываются. При обтекании тела жидкостью на самой поверхности тела жидкость неподвижна, она как бы «прилипает», а на некотором малом расстоянии от него уже набирает скорость, сравнимую с местной скоростью натекания. Этот тонкий слой, в котором происходит нарастание скорости от нуля до скорости в ядре потока, называется пограничным слоем. Молекулы жидкостей и газов по кинетической теории обладают вполне определенными средними скоростями беспорядочного движения, зависящими от температуры. Описание движения жидкости в пограничном слое является более простой задачей по сравнению с точным решением уравнений конвективного теплообмена вязкой теплопроводной жидкости. Теория пограничного слоя представляет собой синтез математической гидродинамики и теорию реальной жидкости. Важным достоинством теории пограничного слоя является использовании математического аппарата основанного на физической модели, в которой большой полнотой отражены реальные свойства исследуемого процесса.
Пограничный слой – область течения вязкой теплопроводной жидкости, характеризующаяся малой (по сравнению с продольными размерами области) толщиной и большим поперечным градиентом величины, изменением которой обусловлен процесс переноса количества движения, теплоты, вещества.
