Добавил:

InExtremo2023 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Обнинский институт атомной энергетики НИЯУ МИФИ

Предмет:

Тепломассообмен в ядерных энергетических установках

Файл:

Богословская Г.П. Все лекции ТМО.ppt

Скачиваний:

Добавлен:

29.03.2021

Размер:

18.43 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 1819 / 2819 20 21 22 23 24 25 26 27 28 > Следующая >>>

КОНВЕКТИВНЫЙ ТЕПЛООБМЕН В ОДНОФАЗНЫХ СРЕДАХ

(продолжение 2)

181

Турбулентный поток	W( ) W W' ( )

			'						в конкретной точке потока
			'		произвольн.функция
1				1			1			1
		d				d		' d			' d


												0
	0				0			0			0	0

				W' d 0					Т' d 0

	0							0

182

Теории теплообмена

Аналогия между теплообменом и переносом количества движения в турбулентном потоке (аналогия Рейнольдса).

В ламинарном потоке перенос тепла и количества движения поперек линий тока происходит только за счет молекулярной диффузии.

Перенос в турбулентном потоке как усиление молекулярного переноса в ламинарном потоке (движение вихрей (молей)).

Элемент жидкости массой Т

перемещается за счет турбулентных пульсаций на

расстояние l

183

Теории теплообмена

Перенос тепла в турбулентном потоке как совокупность молекулярных и молярных (вихревых, турбулентных) движений:

		q qМ			qТ
По гипотезе Фурье							qТ Т dt
qМ dt							dy
qМ dt					Т	турбулентная теплопроводность
		dy			Т
q Т dt dy							aТ
	q			dt		*	aТ
	q			dt			турбулентная
		a aТ	dy				температуропроводность
	cp						температуропроводность

								184
								184

Теории теплообмена

Касательные напряжения в турбулентном потоке:

		М		Т
касательное напряжение				касательное напряжение
за счет молекулярной				за счет вихревых движений
динамической вязкости								dW
		dW						dW
	М	dW			Т		Т dy
		dy		Т
( Т ) dW dy				Т		турбулентная вязкость
( Т ) dW dy
	( Т ) dy		*	T				турбулентное
	( Т ) dy		*	T		aТ		число Прандтля
		dW		Pr			Т	число Прандтля
				a		Pr		параметры точки
				Т	Т		Т	в потоке
				Т	Т		Т	в потоке

185

Теории теплообмена m - плотность поперечного потока массы между слоями,

скорости W1, W2 , температуры t1, t2 [m] = кг/м2с

касательное напряжение	m (W1 W2)
плотность теплового потока q m cp(t2 t1)
Исключаем m	q	cp(t2			t1)
		W W
При охлаждении твердой поверхности W2=0, t2=tw		1			2
				W 2
По определению касательное напряжение на стенке
			8

q 8 W cp( tw t )

186

Теории теплообмена

* a Т aТ

Wcp

масштаб скорости V

Имеют порядок

q cpV

пульсаций скорости и

масштаб температуры

температуры в

турбулентном потоке

Обозначим

tw t

(W', t')

V c

Распределения температуры и скорости подобны, если Pr=1 и Т

aТ

187

Теории теплообмена

Сущность гидродинамической аналогии - перенос количества движения и тепла в турбулентном потоке одинаков, т.е. коэффициенты турбулентного

обмена импульса ( Т ) и тепла ( aТ ) считаются в любой точке потока одинаковыми.

Противоречие аналогии Рейнольдса – она относится к турбулентному потоку в целом, а

основное термическое сопротивление теплообмену содержится в пограничном слое

188

Полуэмпирические теории теплообмена

Теория Прандтля

Поток, состоит из двух областей: (1)тонкий пристенный слой:

ламинарное течение, преобладает молекулярная вязкость

(2) собственно турбулентная область Для расчета теплообмена. нужно знать распределение скоростей

В пристенном слое	dW
В пристенном слое	dy
	dy
Если , const	линейный закон распределения.	скорости