Основы теории пограничного слоя. Тепловой пограничный слой

Основы теории пограничного слоя. Гидродинамический пограничный слой.

При движении без трения между отдельными слоями возникают нормальные силы (давление), а касательные силы (напряжение сдвига) – отсутствуют. “Прилипание” к стенкам, характерное для реальных жидкости или газа, значительно изменяет картину линий тока, вызывает, вследствие трения, торможение прилегающего к стенкам тонкого слоя жидкости. В этом слое скорость течения возрастает от нуля на стенке (условие прилипания) до своего полного значения во внешнем потоке. Этот слой называют пограничным слоем или слоем трения. Рассмотрим течение жидкости вдоль пластины. Толщина пограничного слоя увеличивается вдоль пластины по направлению к ее задней кромке.Внутри пограничного слоя касательное напряжение t=m(dVx/dy) весьма большое даже при малой вязкости, т.к. градиент скорости в направлении, перпендикулярном плоскости пластины, весьма велик. Вне пограничного слоя касательные напряжения очень малы. Поэтому выделяют две области: Область тонкого пограничного слоя вблизи стенки, в которой учитывают силы трения, и область вне пограничного слоя, в которой силами трения можно пренебречь, т.е. принять гипотезу идеальной жидкости.

Гидродинамический пограничный слой при соприкосновении частиц жидкости с поверхностью тела они «прилипают» к ней. В результате в области около пластины вследствие действия сил вязкости образуется тонкий слой заторможенной жидкости, в пределах которого скорость изменяется от нуля на поверхности тела до скорости невозмущенного потока (вдали от тела)

Тепловой пограничный слой - это слой жидкости у стенки, в пределах которого температура изменяется от t0 до t_w. Для области внутри теплового пограничного слоя dt / dy не= 0, а на внешней границе dt / dy= 0 и t= t0. Таким образом, все изменение температуры жидкости сосредоточено

в сравнительно тонком слое, непосредственно прилегающем к поверхности тела.

Толщины гидродинамического и температурного пограничных слоев в общем слу­чае неравны, соотношение толщин зависит от рода жидкости и формы поверхности.

Форма и размеры теплоотдающей поверхности существенно влияют на теплоотда­чу. В зависимости от этих факторов может резко меняться характер обтекания поверхно­сти, по-иному строиться погранслой. В технике имеется большое многообразие поверхно­стей нагрева, но даже если взять лишь простые геометрические формы тела - плиту и тру­бу, то из них можно составить большое количество теплоотдающих поверхностей.

Дата добавления: 2017-02-01; Просмотров: 115; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!