Скачиваний:
41
Добавлен:
29.03.2021
Размер:
2 Мб
Скачать
☆

Внешнее обтекание тел

Порядок коэффициента теплообмена при ламинарном режиме

x t ~

f t

 

 

 

x

~

f

(x)

 

 

 

 

(x)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Pr 1 3

 

 

 

5x

 

Re

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

x ~

 

x

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

x ~

f

 

 

Pr1 3

 

Re

x

 

 

 

 

 

1 x

xdx 1 x

dx

 

 

2

 

2 x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

x

 

x

x

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

Внешнее обтекание тел

в безразмерном виде для Re<5.105

Nux 0,332 Re

0,5

Pr

0,33

 

Prf

0,25

 

 

 

 

 

 

Pr

 

 

 

 

 

 

w

 

0,664

Re0,5

Pr0,33

 

Prf

0,25

Nu

 

 

 

Pr

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

w

Сt

поправка на неизотермичность потока

12

Внешнее обтекание тел

Prf

Prw

Число Pr для жидкости при средней температуре жидкости

Число Pr для жидкости при температуре стенки

•

Учитывает зависимость свойств теплоносителя от температуры

Сt •

Указывает направление теплового потока

1 - изотермичный режим, 2 - нагрев,

3 - охлаждение

Для газов Ct

Т

f

 

0,12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тw

 

13

Внешнее обтекание тел

Турбулентный режим

Критическое число Рейнольдса Reкр W xкр 5 105

xкр – расстояние от передней кромки пластины, на котором течение в пограничном слое становится турбулентным

.

Nux 0,0296 Re0,8 Pr0,43 Prf

Prw 0,25

 

 

0,037 Re0,8 Pr0,43 Prf

Prw 0,25

 

Nu

14

Внешнее обтекание тел

Смешанное течение

на начальном участке обтекания - ламинарный режим, далее - переход к турбулентному

 

 

 

 

1

- чисто турбулентный

 

 

 

 

2

- смешанный режим:

 

 

f

 

а) ламинарный

x

~

 

б) переходной

 

 

 

в) турбулентный

( x )

 

 

 

 

 

15

Обтекание цилиндра

плавное

обтекание

Re<5

5<Re<40

Re<150

Re<4000

Отрыв потока,

 

Вихревая дорожка

образование вихревой

 

Re>4000

Кармана

зоны

 

16

Обтекание цилиндра

W 0

W

0

Eкин

 

 

 

частицы

 

 

преодолевают

 

рост давления

 

Eкин 0

 

частицы

 

начинают

 

двигаться в

 

обратном

 

направлении

1 – погран. слой; 2 – зона отрыва потока

 

17

Изменение коэффициента теплообмена по

периметру цилиндра

турбулентный

Кружилин Г.Н. (род. 1911)

1 - рост толщины пограничного слоя

2 - отрыв пограничного слоя

3 – переход ламинарного

течения в турбулентное

ламинарный

4 – торможение пограничного слоя

5 – омывание кормовой зоны вихрями

Обтекание цилиндра

Nu C Rem Pr13

tопр (t f tw) 2

Определяющий размер – диаметр цилиндра

C, m – функции числа Re (по таблице)

в лобовой точке

угол атаки

 

Nu 1,04 Re0,5 Pr13

900 1 0,54 cos2

19

Обтекание шара

При малых числах

Re 1 теплообмен шара с окружающей

Количество тепла,

 

 

средой определяется лишь

 

 

теплопроводностью

 

 

 

отводимое от шара в среду

 

 

 

 

 

 

 

 

d tпов ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d, D – диаметры шара

 

Q

2

 

 

 

1

 

 

 

1 t

 

 

и слоя вдали от него

D tcр

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t tпов tcр

 

 

 

 

 

 

d

 

D

 

 

 

 

 

Полагая

 

 

D

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

Nu d

2

 

 

Q 2 d

t d

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Толщина

 

 

 

 

 

 

 

D d 2

Nu 2 d

пограничного слоя

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Nu 2 0,37

Re0,6 Pr0,33

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

20

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Изотермы в тепловом пограничном слое Re=120 [Eckert, Soehngen, 1952]

Отрыв ламинарного слоя Асимметрия в вертикальном направлении из-за свободной конвекции 21

Соседние файлы в папке Богословская Г.П. Лекции ТМО