Файл: Гинзбург И.П. Пограничный слой смеси газов учеб. пособие.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 29.06.2024
Просмотров: 221
Скачиваний: 0
|
- |
177 - |
|
|
|
2. А в т о м о д е л ь н ы е |
р е ш е н и я |
||||
Если предположить отсутствие диссоциации, т . е . рассматри |
|||||
ва ть одиокоыпонентный га з , |
то |
уравнения |
ламинарного |
погранич |
|
ного слоя для данного случая |
будут |
явл ять с я частным |
случаем |
||
уравнении ( L 2 I- I2 2 ) |
|
|
|
|
|
2S |
*Ue[r>z |
Ре) |
(4 .5 ) |
||
ие |
dx |
|
р |
' } |
|
|
|
(4 .6 )
где в уравнении энергии в правой части отс утс твуе т слагаемое,
U*
содержащее |
, |
поскольку в окрестности |
критической |
то ч- |
||
ки |
. Кроме |
то го , |
в уравнениях ( 4 .5 ) и ( 4 .6 ) |
следу |
||
ет положить |
|
|
|
|
Hie |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(4 .7 ) |
|
|
|
|
|
|
( 4 .8 ) |
Уравнения |
( 4 .5 ) |
и |
( 4 .6 ) |
будут явл ять с я |
системой двух |
обыкновенных дифференциальных уравнений относительно искомых
функций |
т |
» f ( i) |
|
с независимой |
переменной |
^ |
в ка |
честве аргумента |
только |
в |
том случае, если C-F{0)uflU COnstf |
||||
Pr |
unu |
const |
, |
y-~F3(f}um |
const , |
а |
также во |
ли £ £ . |
~ const . |
|
|
|
|
|
|
ue |
dS |
|
|
|
|
|
|
Покажем, что последнее условие выполняется. Зепишем
s due_ s du-e dx. - 5 dx
u e dS "a-x dx dS ‘ X dS ‘ |
' ’ |
1178
П оскольку S ~fpeueJJ'erokd>( ’ a fl окрестности критике скоп
т о ч к и |
Гд(К) * |
X |
, 1 0 SzpefaCL f |
• Вычисляя у |
||
'Получаем |
|
|
duf _ £ |
|
|
|
|
|
|
J S |
|
;(4 .1 0 ) |
|
|
|
|
|
' г |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 этом случае уравнения движения |
газа вблизи кртшше'скоп то ч - |
|||||
кй запишутся |
та к: |
|
|
|
||
|
( |
|
- |
jrl’ |
( 4 . П ) |
|
|
|
|
||||
|
' |
Ы |
ч |
д ' - - о , |
|
<', л г ) |
|
Г |
РГ |
|
|
|
|
где |
< т Д . |
|
|
|
|
;У
Выразим плотность через теплосодержание. Из уравнения состояния можно получить ЧЮ P f - ^ - p f h , и p - ^ - p h ,
л
(4 .1 3 )
р hg h?\He 2Не) |
2Не ^ |
- c ‘ - f
£ |
|
В окрестности критическом точки Неа :~hnяе + ~£п~- ha |
Г. |
н,
, г I , результирующая система уравнения пограничного слоя в
1\а
автсмодальних переменных имеет вид
(4 .1 4 ) (А . 15)
( & * 7 ♦ * ' = « .
- т > -
Введем, вместо функции |
Ю) |
|
функцию Ь(Х) |
, где |
Hi) . |
|||||||
и*-Н*> - Ф) -Щ . t -с*( |
. |
|
|
|||||||||
Тогда вместо |
системы |
(4 .1 4 ) |
и |
(4 .1 5 ) подучим |
систему. |
ура-вив*- .. |
||||||
|
содержащую параметра |
С |
: |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
С4..Ж)) |
|
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
( 4 .1 7 ) ' |
|
Ьта система уравнений при граничных условиях |
f t(dj'zff(0)-0'f |
|||||||||||
2(0) =9w |
(при |
? = 0 |
) , |
|
|
|
|
( п р и ? - * - 0 0 ), |
||||
при P r |
= f |
была |
численно решена Коэном и Решатко для |
различ |
||||||||
нее/. значений |
параметра f |
* |
• |
В |
та бл.7 |
приводятся некоторые |
||||||
результаты э тих расчетов;. |
< |
|
означает производную о т |
функ- |
||||||||
|
|
|||||||||||
ции по |
|
|
( . . ц Л |
у- |
1 м i S d U f Не |
* |
|
|
||||
координате f -?• (. |
|
р |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
7 |
||
А |
|
i ‘ U |
|
|
i |
|
|
0, 8 |
0 , 4 |
0 |
- I |
|
0,5 |
Pi-g't(o) |
t |
|
0,816 |
0 ,9 2 6 |
1 ,1 2 |
1,315 |
1 ,2 5 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
*-<!* |
i f |
|
0 ,7 0 4 |
0 ,7 1 4 |
0,736 |
0 ,763 |
0 ,5 8 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Если известно |
решение для функций |
Ф ) |
и Ф ) , то |
. |
трение и теплопередача определяются в соответствии о законом |
|
|||
Ньютона и Фурье по |
формулам |
' ' |
■ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- |
180 |
- |
|
|
|
|
|
|
|
! » - - K ( w ),= * = z f- J e M w V - O |
|
< « 9> |
|||||||||
ВЫЧИСЛИМ |
ПрОИЗВОДНуЮ |
f i t ) |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
\ d y h = o |
|
|
|
|
|
|
||
/ |
s |
_ |
Peue po |
A v |
|
|
|
f |
|
2k, |
|
|||
\dy)y=o~ |
P IT |
|
pe |
; |
H0 |
^ |
PeuefJ,pI'o |
|
|
|||||
f-4r=b |
|
°“,m |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
~ T ~ЗЩ ’Ре^ер-е^о ■ |
|
|
|
||||||
Тогда |
|
|
|
|
|
OLx |
|
|
|
|
|
|
||
■ |
|
{% U ’p JW *■■(&&■ |
|
|
^ |
|||||||||
; |
Подставляя (4 .2 0 ) в |
уравнения |
(4 .1 8 ) и ( 4 .1 9 ) , |
получаем |
||||||||||
выражения для |
напряжения |
трения |
и теплового |
потока: |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(4 .2 1 ) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
х=0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Х-0 |
|
(4 .2 2 ) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
f*(0) |
|
|
|
|||
|
Значения |
производных |
и 9^ (0) |
ПРИ Различных |
||||||||||
значениях |
безразмерного |
теплосодержания |
стенки |
(Jw |
следует |
|||||||||
брать из |
та б л .7 . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
П р и м е |
ч |
а н |
и в. |
Если |
учесть |
влияние |
числа |
Прандтлп |
|||||
и не |
заменять |
о I хР |
|
средним значением, |
то |
для |
определе- |
|||||||
Г = - |
— |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
Г-еиеР |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
пия |
<[w |
|
получаются несколько более сложные выражения. |
|||||||||||
|
Проведенные |
вычисления показали, что с достаточной для |
||||||||||||
практики |
степенью |
точности |
при |
произвольном |
числе Прандтлп |
тепловой поток в окрестности передней критической точки может быть рассчитан по следующим формулам: