![](/user_photo/_userpic.png)
книги из ГПНТБ / Гидродинамика лопаточных машин и общая механика [сб. ст
.].pdfС, к 179,3 , |
Cj. = 95,5 f |
|
L |
= -1,02, |
U = ' 0,90 |
Мі= о .б о , |
Ma=~0.3l |
|
Показатели Ni |
и Ni |
обнаружили склонность к зависимости |
от |
Re |
и l/h |
. Их значения приведены в виде графических завйон- |
мостей |
па рис.Ча и Чв. |
||
|
|
|
ЛИТЕРАТУРА |
1. |
В. 1C.Кошкин, |
3 .К.Калинин. Теплообиенные аппараты и теплоносите |
|
|
|
|
ли. ^Нааишостроение", 1971. |
2. |
Р.А.Бережинокий. Исследование теплопередачи в аппаратах,вополь- |
||
|
|
|
зующнх оребренные поверхности теплообмена. Диссер |
|
|
|
тация. Воронежский технологический институт, 1970. |
8. М.Х.Ибрагимов. Р.М.Работявкпи и др. Теплоотдача и распределе ние температуры в стеяке квадратного капала прй турбулентном течении воды я ртути. "Теплофизика вы соких температур", 1966, Jè 6. .
4.С.С.Кутателадзе. Основы теории теплообмена."Матгкз",1962.
5.Г.Шлихтинг. Теория пограничного слоя. Иэд-во иностранной лите
ратуры, 1956.
НЕСТАЦИОНАРНЫЙ ТЕМПЕРАТУРНЫЙ ПЕРЕПАД В СОСТАВНОЙ ПОРИСТОЙ ПЛАСТИНЕ
' А.Н.Глушаков, В.й.Воронин
Температурной перепад в одноалойной однородной пористой пла стине при переменном расходе охладителя мошет быть определен на основе результатов работы [ I J .
Целью настоящей работу, являетоя определение температурного перепала в сечении последовательио-ооотавной пориотой стенки ко
нечной' толщины о теплообменом на Свободных |
поверхпоотях |
X =0 |
|||||
и |
X =■ В |
по |
закону конвекции. |
|
|
|
|
|
Схема эадачи предполагается следующей: охладитель,находя - |
||||||
щийоя в резервуаре при температуре TDX=const .поступает |
в стен |
||||||
ку |
при |
х = 0 |
и выходит из неё при |
x=f> |
. В момепт времени |
||
t = 0 |
температура внешней среда |
(х>6) |
повіилается екачкообраэ |
||||
но до |
Тс =const |
и на поверхности |
x = S |
происходит теплообмен |
со средой. Расход охладителя по толщине стенки |
и во |
времени по |
|||
стоянный. Ковффициепт теплообмена от горячих газов |
к поверхности |
||||
X = б |
предполагает с г заданным' и равны» |
d~ |
.Стенка выпол |
||
ненаиз двух однородных’ пористых материалов,, |
ггггоюіігаические |
||||
свойства которых |
определяются величинами X , , С, , J5, |
и Л2,Сг>р г |
|||
|
При принятой |
схеме и1предпосылках работы |
рГ]-’ |
поставленная |
задача Формулируется математически следующим' абрйвом: найти ре шения системы уравнений
(О
удовлетворяете условиям
|
э х Т ( о д ) |
M i [ |
Ti ( o ,t) - Т о л ] |
|
|
|
(3) |
||||||
|
ЭХ Ti(5,t) = h [ Тс ~ Тг (А.О ] , |
|
|
|
(4) |
||||||||
|
Ti (d,t) |
= |
Тг (d,t) |
I |
|
T |
|
|
|
|
|||
|
|
Л .& Т .к а Н А л & Ъ М ,* ) j |
|
|
|
(5) ■ |
|||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
Здесь: T |
- |
теыяоратура; |
Л |
- эффективный коэффициент тепло |
||||||||
проводности |
пористого |
материала.и охладителя; |
f |
-плотность; |
|||||||||
6 |
- массовый райход; |
S' - |
толщина отенки; |
С |
- |
теплоемкость; |
|||||||
оС |
- коэффициент |
теплообмена; |
И * св/к , Ь:Ы/ А г |
; |
индекса:.. |
||||||||
1 - относится к характеристикам слоя |
пластина |
0 < Х < с і |
; |
||||||||||
2 - |
к характеристикам |
слоя |
d < x < Ö ; |
од |
- к |
характеристикам |
|||||||
охладителя; |
С |
- |
к характеристикам |
среды. |
|
|
|
|
|||||
|
Как показано.в |
работе |
[ I ] |
|
задача |
( I) - (5) монет быть |
сведе |
на к краевой задаче уравнения теплопроводности для Области с гра ницами, перемещающимися со временем
U, Ч * , . о ) = ІІ? ( Х гі0) = 0 , |
12') |
|
(3’> |
ц
гае |
|
|
=Хі.-а Ѵ м 1і |
(l =i,2) |
b |
l , |
U ^ T t - T ,, |
( U i ,г) |
|||||||||
- |
^ г' |
|
> ччвявон; |
II |
- |
к характеристикам |
на |
поверхно |
|||||||||
Л ~"ХГ |
|
||||||||||||||||
сти |
х = 0 |
; |
22 - к характеристикам на поверхности |
Х- & |
; |
||||||||||||
ІЭ, |
23 |
- |
к характеристикам на |
поверхности раздела |
слоев |
х = <А |
|||||||||||
|
|
Основная интегральная формула, дающая представление |
проиэ - |
||||||||||||||
вольных |
решений уравнения теплопроводноотн, |
|
эапнметсл |
для обла |
|||||||||||||
сти 2 |
|
(et - QjMit <x1<$-aatMî t) |
в |
олѳдующем виде: |
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
1 |
|
|
|
t |
|
|
|
t |
|
|
|
|
|
U г |
- |
0.t Hs ( |
U **Q O Îct'U - Q-^MH |
f èlïiG o a d f C |
- й \ |
)Сіоз ц Т р ^ |
+ |
|
|||||||||
|
|
|
, |
i |
|
■ |
, |
t |
|
|
, |
S |
K |
|
|
|
(fe) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
„ |
. |
° |
|
e |
|
о |
|
|
|
b |
|
|
|
|
|
|
Здесь |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Goi = |
~ |
t |
|
|
|
j |
|
j x 2 |
|
s = 6 , |
||
|
|
|
|
|
ф а \ Ц - Х ) |
|
|
j = 3 . |
S=d. |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
Совершенно аналогично можно записать интегральную формулу и |
|||||||||||||||
для первого слоя. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
Для вычислений правой части выражения (б) необходимо знать |
||||||||||||||||
значения |
|
|
|
вдоль |
линий |
ci-a'M it |
и 5-a’ M2t . |
||||||||||
Значение |
производной .вдоль |
5 - 0.г М і( |
определяется |
равенством |
|||||||||||||
(Ч ' |
)> Для |
отыскания |
SUіз/Э § |
|
продифференцируем |
обе |
части фор |
||||||||||
мулы |
(б) |
по Ха : |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
SU |
|
|
|
t |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
[ h |
l t ^ M |
- |
G olU lldiX - - |
|
f |
|
~ |
|
G» u»Jrfr- |
|||||
^ |
|
|
|
* |
|
|
|
||||||||||
dX j . |
|
J |
L - х |
|
|
|
<L |
|
J |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
t* |
. |
|
|
|
t |
Яг - d + aaMî'T |
3Uy |
|||||
|
|
|
htic Г Xt-S'-j-ßiM-'T X |
|
J rjji- f |
||||||||||||
|
|
|
|
2 |
J --- F r -----tm d r+ lj |
|
t-T |
|
|
|
|
||||||
|
|
- |
a |
f |
llG |
U ,,d T + a ‘ |
|
|
U»sd T - |
|
|
|
(7) |
||||
|
|
|
|
J |
3X235 |
|
|
«■*/ |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
Последний интеграл в формуле (7) при подстановке предельного |
|||||||||||||||
значения |
X2 = c i-a 2Mat |
оказывается |
расходящимся. Предельный |
переход в интегралах такого-типа может быть выполнен па основании
следующих соображений: известно [ 2 ] , что
|
|
|
|
|
S^Goj |
I |
3 Goj |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
эя,э? = ôî "ä r" |
|
|
|
|
|
|
|||||
отсюда |
|
|
|
|
|
|
|
|
t |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
d Goj |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
л1 |
f |
|
L ê f il - и |
.H t |
- / |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
p |
j |
|
3 x * 3 g UijdC |
d.Z . U ijdf. |
|
|
||||||
Используя выражение для полного дифференциала |
d (Goj |
ü2j) |
по |
||||||||||||
переменным |
^ |
и |
Т |
|
, |
ыовшо эапиоать |
|
|
|
|
|
||||
I |
|
|
t |
|
|
|
t |
|
|
t |
|
|
|
|
|
/ Ж |
U'JdT = / d(Goj Uaj)-/G DJ- ^ |
ar + a \ ||& |
M2U2jdt, |
( 8 ) |
|||||||||||
O |
|
|
0 |
|
|
|
0 |
|
|
° |
|
|
|
|
|
так как |
на |
линии |
dL -a*M jt |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
3Ugj _ |
dUij |
+ а*4Мг |
dUij |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
St |
= ~dT |
0 5 |
|
|
|
|
|
||||
Подставляя |
в формулу |
|
(7) |
выражения, определяемые |
(8), |
а также |
|||||||||
X î ^ d - a ’ M it |
|
и принимая во |
внимание разрыв, |
который |
пре - |
||||||||||
терпевает тепловой потенциал двойного олоя при переходе через . J |
|||||||||||||||
линию |
X2 =d - a lM î t |
|
, |
получим после |
предельного |
перехода |
|||||||||
интагро-дифференциальноѳ |
уравнение |
для |
определения |
SU/ö^ |
вдоль |
||||||||||
указанной |
линии: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
3U2 - |
|
|
t |
j- |
^ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Я» hMa f t-t+STHL exD |
а,М г (t-t-^gîT,) |
( d c |
Uj2) d t + |
||||||||||||
д К.2 |
z VÎT |
J ( t- t) ’* |
p |
4 |
|
t - t |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
/ |
|
£<-c( \2' |
|
|
t |
|
|
|
|
|
|
|
exp |
a1, Mi (1' г +й ж ) |
|
|
, |
, |
|
сШгз |
|
||||||
|
d Uaa dT - exp |
|
|
||||||||||||
aWïïзѴП и |
|
4 |
|
t - t |
|
|
|
|
|
|
|||||
- |
V t - T |
|
|
dT |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
d zM2 f |
exp[ - ^ p ( t - t ) |
0|j2î |
|
|
|
|
|
O ) |
|||||||
Ш |
J |
|
'V P ü |
|
|
9 ? |
dT . |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Формула (б) развертывается в систему двух интегральных уравнений
тала Вольтерра второго рода |
относительно U22 |
и |
U2i |
путей |
||
подстановки |
^ 2 = S - d jM at |
и |
X a ^ d - a ^ M jt |
■.соответственно. |
||
В силу |
(5 ) к уравнении |
(9) |
для замкнутости |
системы |
достаточ |
на добавить ■следующие уравнения (судить о замкнутости модно исходя
из |
замкнутости |
предельных |
уравнений |
t - * - 00 |
): |
|
|
||||
|
|
|
a*M? |
|
d \<i |
t - r + |
alM, |
d t |
|||
il |
- â) |
|
|
|
|
||||||
u" - er |
exp ' |
*i |
t - |
t |
s |
ä |
f - \ ' - - 2 |
( b |
t ) |
Г Ш |
|
|
a,M ( |
|
U„ |
|
|
|
|
|
|
( I O) |
|
|
|
exp |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
f p f |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
a, |
f |
Г |
afpl*/, |
-r \1 ( T |
ЭНгэ |
MIUIB) |
d'U |
_ |
|
|
|
u' - f |
Ы |
' |
< (t_T)l \ h 4 |
|
|
|
|
Qifji f ^ ^
Ш\ ( t - t )
U22 : a 2■■ exp[-
€
exp |
U „dT, |
(II) |
|
4 |
t - 't |
|
|
|
--л |
|
|
(t-i ;]|uth1 |
(Ma+2h) ,1 Д |
d t |
|
U22j |
Я ^ г |
|
|
|
S -d |
Q-г exp |
<ЛМ£ (^ Г" fe f* )' 1/fi _ - . - - ^ - і - Ы 2цгз- |
|
€ |
t - r |
Щ 1 2(Ѵ Г ) Г |
а й « ! |
d t |
|
Ч
Система интегро-дйфференциалышх уравнений (9) - (12) может du?ь решена приближенно путем замены интегралов по какой-либо квадратурной Формуле, не содержащей значения подынтегральной функции в правом конце промежутка интегрирования. Таким образом, в каждый момент времени могут быть определены значения неизвеот-
В данной работе не рассматриваются вопросы окодимооти,точно сти процесса, которые предотавляют особый интерес и могут служить темой специального исследования.
ЛИТЕРАТУРА
1 , Воронин В.И., Глуиакоь А.Н., Температурный перепад в сечении отенки при охлаждении выпотеванием. ИэВУЗ серия "Авиаци онная техника", JA Ч, 1968.
2. Тихонов А.И. , Самарский А.Л., Уравнения математической физи ки, Паука, М.І966.
/
НЕУС'ШЮВИШЕЕСЯ ТЕМПЕРАТУРНОЕ ПОЛЕ ПОРИСТОГО ТЕЛА А. Н. Глушаков
рассматривается неуотановипшееоя изменение температуры внутри пористого кругового сектора при продавливании через его поры охла дителя. При этом предполагается, что в качество охладителя исполь зуется снимаемый, термодинамически идеальный газ. При отсутствии
1 в области фильтрации Источников (стоков) тепла в случае идеально го контакта (температуры охладителя и пористой среды совпадают в
сайдой точке |
области фильтрации |
газа) к поотсянотва топлофизичес- |
|
кнХ характеристик пористой среди |
искомая функции температуры f |
, |
|
как показано |
в работе [ I j , определяется из решения двух задач: |
со |
ответствующей крвеъсГй задачи уравнения топяопровпдноотя я задачи об установившемся распределении даиленик в области фпльтрапйи газа.рейевве которой может быть построено на сосове результатов работы [2] . Эм утверждение справедливо в том случае, если граница порис того сектора разбита на два участка, соответствующие входу и вы ходу охладителя, на каждом ь£ которых поддерживаются постоянными давления Р, и Рг .Будом предполагать, кроме того, что ребра вектора и его дуга, соответствующие выходу и входу охладителя .яв ляются одновременно изобарическими и изотермическими. При этом на каждом участке границы поддерживаются постоянными температуры Ті
иТа . В момент времени t = О температура на границе скачком из
меняется до |
Тз = conet |
в результате |
чего внутри тела происходит |
перераспределение температуры и давления. |
|||
В силу |
сделанных предположений задача может быть сформулиро |
||
вана следующим образом; |
найти рявѳние |
уравнении теплопроводности |
|
|
A ÿ l r j J . t ) = - 3 6 ^ |
0 ) |
f |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
\ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
П Р И |
Г -і |
|
|
|
У) |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
при |
ji= 4 ), |
ß |
- j i . |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Здесь |
'j1- ! т n.Пe‘ |
Ji |
- |
полярный |
угол; |
г |
|
• |
полярный радиус; |
|||||||
Г |
- граница области |
фильтрации |
!"> |
; |
‘■f |
- |
Г, + л |
р." |
; |
|||||||
-Т г +пЯгі %=Ъ+пРа |
I |
fl « c o n st |
|
|
; |
’ і.дексы I |
n 2 |
coot - |
||||||||
вѳтствушт |
поверхностям |
входа |
и выхода |
схід.даінля. |
|
|
||||||||||
Краевая задача ( I ) - (а) ыояет одгь |
ренина |
методом, иред - |
||||||||||||||
локенныи в |
работе |
[ 3 ] |
. Применим к |
( і ) |
- |
(з) |
преобразование |
|||||||||
Лапласа: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
L [9(r,js,p)]±a:% |
= o , |
|
|
|
|
(а ) |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(В) |
■где" |
if (r,jî,p) =J |
lf (г, ji,t) e x p [-p t] d |
t , |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
L [ 9 W ) b |
f r |
+ |
г |
|
-P_L- Й _ !£ -у р Ф . |
|
|||||||
|
|
|
|
эг |
гг sp* |
ѵ » |
|
|||||||||
|
Если определить |
Функции |
F ( r , ß .P ) |
|
, |
непрерывную |
и диффе |
|||||||||
ренцируемую в области |
D |
|
и принимающую на границе |
Г |
зна |
|||||||||||
чения |
(5 ), |
ввести |
вспомогательную функцию |
іі(.Г ,р ,р ) |
.ойреде- |
|||||||||||
ляеыую равенством |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
й ( Г ,р ,р ) = ^ ( r , ^ p ) - F ( r , j i , p ) , |
|
|
|||||||||||
то получим |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
• |
. |
L [ö ] = -3eif0 - L [ F ] |
, |
|
|
|
|
(6) |
|||||||
|
|
|
|
|
|
.-V |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ü tr .ji,p )!r |
= О |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
Для приближенного |
поотроеция |
решения |
U (Г, р , р) |
урав |
нения (б) -применяется метод ортогональных проекций Бубнова - Га- леркина, для которого необходимо иметь систему координатных функ
ций 'Ч^к(Г,;і) |
• |
, обращающихся в нуль на Границе и полную в |
области D |
,т .е . |
такую, что о помощью линейной комбинация |