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

Конспект лекций по тепломассобменну

.pdf
Скачиваний:
143
Добавлен:
14.06.2019
Размер:
1.2 Mб
Скачать

., . , 2009

, :

 

d Re**

f Re L (2 H ) Re L

 

C f 0

 

( b) ,

 

 

(5.43)

 

dX

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d ReT

 

 

ReT

 

 

d T

 

Re

L

St

0

(

S

b

) ,

 

 

 

(5.44)

 

 

 

 

 

 

 

 

dX

 

 

 

 

T

dX

 

 

 

 

 

T

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d Re D

 

 

Re D

 

d C

 

Re L St D0 ( D bD ) ,

 

 

(5.45)

 

dX

 

 

 

C

dX

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Re* *

 

v * */

 

;

 

 

Re

 

 

v /

 

;

Re

v

/

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

T

 

 

 

 

T

 

 

D

 

D

 

C Cw C ;

X x / L ; L

-

; ReL v L / ; Cf0, St0, StD0 – ,

« »

Re**;

C f / C f 0 – ;

b

2 wvw

 

– , C f 0 / 2 ;

C f 0 v

 

 

 

 

 

 

 

 

S St/St 0

– ;

bT

wvw

– -

v St 0

; D St D / St D0

 

 

;

bD

 

wvw

 

– .

v St D0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-

, .

(5.43)–(5.45) , -

, , . Cf, St, StD.

Cf, St, StD .

,

. -

-

.

,

.

(dp/dx=0) -

, .

– 51 –

., . , 2009

5.3.

p / x 0 . : y=0 vx 0 , vy 0 ; y= vx v , vy 0 .

(x, y), -

: vx / y , vy / x . -

x y yv /( x) (

), vx vy

f ( ) / v x . -

(5.12), , -

2 f ff 0 .

(5.46)

:

vx

 

 

 

 

 

 

v f ,

(5.47)

 

 

 

 

 

 

 

 

y

y

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

vy

 

 

 

 

 

v

 

( f f ) .

(5.48)

 

 

 

 

 

 

 

x

2

 

 

 

 

 

x

 

f f ' 0 =0; f ' 1 = .

(5.49)

(5.46) .

. f, f f ,

, .12 -

 

 

v

x

 

 

v

 

 

v

 

 

w

(x)

 

v

 

 

f ''(0)

0,332 v

 

 

.

(5.50)

 

 

 

 

 

 

y

 

x

 

x

 

 

 

 

w

 

 

 

 

12 .: / . . . . .:

. . , 1997.

– 52 –

., . , 2009

, b l

l

 

b w (x)dx 0,664bv lv .

(5.51)

0

,

5

 

x / v .

 

 

 

 

(5.52)

* 1,73

 

 

 

.

 

 

(5.53)

x / v

 

 

* * 0,664

 

 

.

(5.54)

 

x / v

(5.13)

 

 

d 2

 

 

 

Pr

 

f

 

d

0

,

 

(5.55)

 

d 2

2

 

d

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(T Tw ) /(T Tw ) .

(5.55) :

=0 0 ; = 1.

(5.56)

(5.55)

 

 

 

f ( ) Pr d / f ( ) Pr d .

(5.57)

0

0

 

Pr = 1 (5.57)

(T Tw )

 

f

 

 

vx

 

 

 

( )

 

,

(5.58)

(T Tw )

 

 

 

 

f ( )

 

v

 

-

.

( )

-

– 53 –

., . , 2009

 

 

 

 

 

 

 

T

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f

 

Pr

 

 

 

 

 

 

 

 

v

 

 

 

v

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(0)

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

. (5.59)

(T

T

)

y

x

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

w

 

 

 

 

y 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f ( ) Pr d

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

( / ) 0

x 0,332 3

 

 

v

.

Pr

 

 

 

 

 

x

 

 

1

L

 

 

 

 

 

 

 

 

 

v

 

 

x dx 0,664 3 Pr

 

 

 

 

 

 

.

L

 

 

 

0

 

 

 

L

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Nu x 0,3323Pr Re x ,

Nu 0,6643Pr ReL ,

Re x v x / , ReL v L / .

0,3323Pr ,

(5.60)

(5.61)

(5.62)

(5.63)

d ReT

Nu x

 

 

0,332

 

 

 

St 0

 

 

 

 

 

.

(5.64)

 

 

 

 

Pr 2 / 3

d Re x

Re x Pr

 

 

Re x

 

 

, d ReT / d Re x , -

St 0

 

0,22

 

.

(5.65)

ReT Pr

4 / 3

 

 

 

 

-

, . « » , –

.

-

– 54 –

., . , 2009

. , -

, C f 0 / 2 0,22 / Re**.

,

,

.

5.4.

, -

( ).

vy ( y 0) vw 0 .

, vx x.

vx / x 0 ,

vy const vw .

vw vx 2vx ,y y 2

:

y = 0 vx 0 ; y = vx v .

(5.66) (5.67 )

 

 

 

 

v

w

y

 

v

x

v

1

exp

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(5.66)

(5.67)

(5.68)

, , -

*

 

,

 

(5.69)

vw

 

 

 

 

* *

 

 

,

(5.70)

 

 

 

 

2vw

 

– 55 –

., . , 2009

 

 

v

x

 

 

 

,

(5.71)

 

w

 

 

v

v

 

 

 

 

 

y

 

w

 

 

 

 

 

w

 

 

 

 

 

 

C f

 

2vw

.

 

 

 

(5.72)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-

, ,

4 v 2 . (5.73) x v v

w

.

T / x 0

vw

 

 

2

;

(5.74)

 

 

 

 

y

Pr y2

 

 

 

 

 

 

T T

 

 

 

Pr v

w

y

 

 

 

 

 

 

 

 

w

 

 

1

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

T Tw

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

, q

 

 

T

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

q

w

 

w

 

 

 

 

St

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

v c

 

(T T )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p

 

 

 

 

 

 

w

 

 

 

 

 

 

 

 

 

w

:

St vw .

v

(5.75)

, -

(5.76)

-

, -

.

– 56 –

., . , 2009

 

 

v

w

 

 

 

 

vx

 

exp

 

 

y

1

 

 

 

 

 

 

 

,

v

v

w

 

 

 

 

 

 

 

exp

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

v

w

y

 

 

 

T T

 

exp

 

 

1

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

w

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

T

T

v

w

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

w

 

exp

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

a

T

 

 

 

:

 

 

 

 

 

C f

 

 

 

 

 

w

 

 

 

 

 

 

w

v

w

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

v

2

 

 

 

v

 

 

 

 

 

vw

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

exp

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

St

w pvw(T Tw )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

wvw

 

 

 

 

 

 

1

 

 

.

 

 

T )

 

 

 

v

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

v

 

 

 

 

 

 

 

v

c

 

(T

 

 

 

w

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

v

 

w

 

 

 

 

 

 

 

p

 

 

 

 

 

 

w

 

 

exp

 

 

 

 

1

 

 

 

 

exp

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

 

T

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

T

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

v

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

*

1

 

x

 

dy

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

v

 

v

 

 

 

 

 

 

 

 

 

v

w

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

w exp

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

v

 

 

 

v

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

**

x

1

 

x

dy

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

v

v

2v

 

 

 

 

 

 

 

 

v

w

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

w exp

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(5.77)

(5.78)

(5.79)

(5.80)

(5.81)

(5.82)

5.5.

, -

(M > 0,25), (5.55)

vx / y 2 .

– 57 –

., . , 2009

d 2

Pr

 

d

 

Pr v2

 

 

2

 

 

 

 

 

f

 

 

 

( f

 

 

 

d 2

 

d c p (T Tw )

 

 

2

)

 

.

(5.83)

(5.83) ,

, -

. Tw -

T .

Tw T -

( . . 5.3).

y

*

 

 

 

 

 

 

 

 

T8

 

 

 

 

 

 

T8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

T *

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

T

Tw* Tw

qw <0

qw =0

qw >0 x

. 5.3. -

(M < 1)

-

 

T

 

v2

 

 

 

 

 

k 1

 

2

 

 

 

T

r

 

 

T

 

1

r

 

 

M

 

,

(5.84)

2c p

 

2

 

w

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

T *

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

T

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

r r(Pr)

w

 

w

 

 

 

 

 

 

 

(5.85)

 

T *

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

T

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

, M –

58 –

., . , 2009

, k – , T * – -

.

r Pr ( 0,6 Pr 6 ), – r 3Pr . -

Pr 4k /(9k 5) .

-

.13

Nu x

x

B Re0x,5 ,

(5.86)

 

 

 

 

B 0,564 Pr1/ 2 Pr 0 , B 0,33Pr1/ 3 Pr 0,6 .

 

x

0,8 0,43

T

 

0,4 T*

0,11

 

 

 

 

 

w

 

w

 

 

Nu w,x

 

0,029 Rew,x Prw

 

 

 

 

 

 

 

.

 

(5.87)

 

 

T

*

T

 

 

w

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

w

 

 

 

 

0,1 T

/T*

1, 2,5 M

 

4,5

 

 

 

 

 

 

 

w

w

 

 

 

6 M 10 .

13 .: / . . . . . .:

. . , 2004.

– 59 –

., . , 2009

6.

-

. x

, r – , -. , -

dp/dx<0, .

,

1

 

d

r

dvx

 

1

 

dp

.

(6.1)

 

 

 

 

 

r dr dr

 

dx

 

, . vx 0 r=d/2, d – -

. (6.1)

 

r 2

vx (r) v0 1 , (6.2)

r 2

0

v0 1 dp – , r0=d/2. -

4 dx

v 0,5v0 .

Re vd / Re .

, Re 2300...104 .

.

-

( . . 6.1 ).

, x,

. , -

.

-

. -, (6.2) . -

.

– 60 –