Течение газа со скольжением в трубе

Энергии, который уносили бы реэмитированные молекулы, если бы они обладали максвелловским распределением скоростей при температуре стенки. При полной аккомодации ():, при отсутствии аккомодации ():.

Здесь и - соответственно потоки энергии, приносимые молекулами, падающими на бесконечно малый элемент поверхности и уносимые реэмитированными молекулами, - поток

Захват молекул стенкой и последующая реэмиссия приводят к тому, что отраженные молекулы имеют температуру, близкую к температуре стенки. Введем так называемый коэффициент аккомодации

Остановимся теперь на вопросе о скачке температуры у стенки при режиме течения со скольжением.

Вторым членом соотношения (11), учитывающим температурный крип, чаще всего можно пренебречь, так как при высоких продольных градиентах температуры и очень больших разрежениях, когда этот член особенно существен, обычно реализуется свободно-молекулярное течение газа без гидродинамического пограничного слоя. Однако в некоторых специальных случаях (например, обтекание головной части ракеты во время входа ее, в сравнительно плотные слои атмосферы) условие (11) используется в полном виде.

(12)

Опыты показывают, что часто величина коэффициента близка к единице, о чем можно судить по прилагаемой таблице 3 экспериментальных значений для воздуха, найденных Уидманом.

Таблица 3

Из таблицы следует, что характер обработки поверхности металла практически не оказывает влияния на величину коэффициента аккомодации.

Газы очень малого молекулярного веса (водород и гелий) слабо аккомодируются стенкой; все остальные газы имеют коэффициент аккомодации около 0,9 и выше.

Для установления закономерностей ламинарного течения газа со скольжением в трубе круглого сечения следует прежде всего составить баланс сил, приложенных к цилиндрическому жидкому элементу с текущим радиусом и длиной (рис. 3)

(13)

Дата добавления: 2015-06-28