Теплообмен при обтекании плоской поверхности

При продольном течении жидкости вдоль плоской поверхности происходит образование гидродинамического пограничного слоя, в пределах которого в результате действия сил вязкостного трения скорость изменяется от значения скорости невозмущенного потока на внешней границе слоя, до нуля на самой поверхности пластины. По мере движения потока вдоль поверхности толщина пограничного слоя постепенно возрастает, тормозящее влияние стенки распространяется на все более далекие слои жидкости.

На небольшом расстоянии от кромки пластины пограничный слой весьма тонкий и движение жидкости носит ламинарный характер. Далее на некотором расстоянии l_лам в пограничном слое начинают возникать вихри, и течение принимает турбулентный характер. Вихри обеспечивают интенсивное перемешивание жидкости в пограничном слое, однако в непосредственной близости от поверхности они затухают, и здесь сохраняется тонкий вязкий подслой.

Переход ламинарного движения в турбулентное происходит при критическом значении числа Re:
;

Отсюда длина участка ламинарного участка пограничного слоя

В литературе имеется значение и уравнение подобия теплоотдачи для вычисления локальных значений коэффициента теплоотдачи.

В качестве определяющего принимается размер пластины в направлении движения потока, а в качестве определяющей температуры – температуру жидкости. Если при движении вдоль пластины температура жидкости ощутимо изменяется, в качестве определяющей следует принимать ее среднее значение на пути движения над пластиной:
; .

Дата добавления: 2015-05-09