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

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

 

-

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: