ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Пределы применимости газодинамической теории трения и теплообмена в трубах, степень точности экспериментальных исследований из "Физические основы газодинамики применения ее к процессам теплообмена и трения" Прежде всего необходимо напомнить, что сами уравнения (37,1)—(37,3) получены лишь для очень длинных труб, так как в них уже опущены члены, учитывающие турбулентный обмен энергией и количеством движения в направлении оси потока, как малые по сравнению с соответствующими членами конвективного обмена. Это упрощающее предположение не является специфическим для газодинамических течений, так как его применяют и к потокам несжимаемых жидкостей. [c.172] 3) в правой части произведено сокращение на Ср, т. е. принято, что эта величина не зависит от давления и температуры, являющихся функциями координат. Это предположение, по-видимому, можно считать приемлемым, так как для газов зависимость Ср от давления и температуры действительно не очень велика. [c.172] В систему уравнений (37,1)—(37,3) входят плотность и молекулярная вязкость ) (через турбулентный коэффициент вязкости), являющиеся функциями температуры и давления. [c.172] Эти соображения позволяют сделать вывод о том, что упрощающие предположения, принятые в теории трения и теплообмена для газодинамических течений, в основном те же самые, что и для потоков обычных скоростей, следовательно, степень точности полученных соотношений, для трения и теплообмена, примерно, одинакова для течений обоих типов с М 1. [c.173] В газодинамических потоках по сравнению с /)бычными это условие может выполняться лучше и хуже. [c.174] По Гухману и Илюхину в случае адиабатического течения в (39,5) следует подразумевать вместо О избыточную температуру торможения 6 = 0 и, следовательно, коэффициент сопротивления нужно определять по формуле для несжимаемых жидкостей в соответствующей области чисел Р. Именно такой вывод и делается авторами. [c.175] Это И другие соображения показывают, что замена в соотношениях Нуссельта для газодинамических потоков действительной температуры на избыточную температуру торможения О не улучшает, а ухудшает их вследствие невыполнения в ряде случаев условия (39,7). Непосредственное использование формул Нуссельта для газодинамических течений, правда, основано на недостаточно точной гипотезе подобия температурных и скоростных полей, однако при этом в формулах для сопротивления и теплообмена учитываются правильные зависимости (39,1) — (39,3) физических характеристик среды от температуры. Поэтому теория Нуссельта в применении к газодинамическим потокам нуждается, конечно, в некотором видоизменении. Однако уже и в существующем виде она дает возможность судить о пределах применимости полученных выше формул для газодинамического трения и теплообмена. [c.176] Поэтому следует подвергнуть рассмотрению и самые экспериментальные методики изучения трения и теплообмена в условиях газодинамических течений. Разноречивость некоторых экспериментальных данных в этой области в ряде случаев несомненно объясняется несовершенством обработки получаемых экспериментальных материалов. [c.177] Коэффициент теплопередачи а на том или ином участке трубы можно вычислить по формуле (25,8), используя экспериментальные данные для снятого тепла на этом участке и вычисленные значения средней избыточной температуры торможения 0, определяемой формулой (37,4). [c.178] При сравнении теории с опытом, таким образом, надо учесть следующие обстоятельства. [c.178] Выполнению условия а = onst по длине трубы соответствует пропорциональность количества снимаемого с поверхности тепла Q длине участка трубы г. Лишь в опытах Лельчука [34] проверялось наличие такой пропорциональности. Он установил, что пропорциональность действительно имеет место в цилиндрической трубе с внутренним диаметром d = = 15 мм на длине 2= 1250 см. Тем самым для экспериментальных данных Лельчука по газодинамическому теплообмену была доказана опытом выполнимость условий применимости формул (39,9) и (39,10) и, следовательно, условий применимости формулы (37,15), соответствующей решению уравнения (37,8) с первым членом ряда (37,11). [c.180] Формула (37,15) для коэффициента теплоотдачи хорошо совпадает с данными опытов Лельчука, степень точности которых, как мы видели, вполне соответствует степени точности (37,15). Поэтому можно считать, что теория газодинамического теплообмена в трубе, опирающаяся на дифференциальное уравнение (37,8), подтверждается опытом. Хорошее воспроизведение формулой (37,15) результатов экспериментальных работ ЦКТИ по газодинамическому теплообмену [20] говорит о том, что в них так же, вероятно, выполнялось условие а = onst по длине трубы, хотя выполнение его и не проверялось опытом. [c.180] Вернуться к основной статье