Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Гидродинамика лопаточных машин и общая механика [сб. ст

.].pdf
Скачиваний:
12
Добавлен:
23.10.2023
Размер:
5.18 Mб
Скачать

С, 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

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

'

)> 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

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ