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: 232

Скачиваний: 0

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

- 233 -

 

 

Tw

n _

Tw

Kt

-A ?

 

 

 

 

u*~

fJcp6*

/ ‘cp

К

fa Щ Г

'

 

(6 .3 0 )

Считывая

малую величину

 

I / л

 

 

 

 

ламинарного подслоя, для прибли­

женных расчетов можно положить

Т =

 

=

7^

* const

i

что

справедливо при линейной зависимости профиля

скорости

Vx

от

поперечной

координаты

у

,

а также

можно пр инять, что

 

 

JU^ ~flcp

 

/7 .

Тогда

из

(6 .1 9 )

и

(6 .2 0 ) в

первом приближении

поду чим

 

к,

 

 

 

 

=

J

l

 

 

 

 

UJI

 

\[Ш

 

 

 

 

 

 

к

 

 

ufl

 

к

fw

 

 

( 6 . 21)

 

 

 

F Pw

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Наконец, используя условие равенства скоростей на границе ла­

минарного подслоя ( 6 .1 6 ) , подставляя в (6 .1 4 ) значения и

ил , получим

£

 

I T 6 ,

-

f ( ' S LH n f " h Т ~ з ~ 1 п Ы п [ ( г ) ~ f ] =

( 6 . 22)

^ ^ [ а т г & ц г ^ ( й л - а ) - a r c s in

или

 

Счн тая С достаточно большнм, можно положить

arcsin~drf~^\ ~а)~агсйп(-$;]у\ обозначив через

С =arcsinlt (f~&) +arcscn

из (6 .2 3 )

получим

К?

 

 

я

 

'W

СТГ

 

К U i r

(6 .2 4 )

 

 

 

где

 

u w = ue

/ ® й

С1

^

 

 


- 2В4 -

Последнее. соотношение устанавливает с вязь .между tojuuiuioil

пограничного слон н напряжение и цпнпн 7 ^ на стенке, т .е .

задает «закон сопротивления1'.

Использование интегрального соотношения шп.у.1ьсов

До сих пор соотношение Кармана не использовалось. По пос­

ле определения профиля скорости в пограничном слое появляется

возможность определить толщину потерянного импульса

8 **^ [ J A - ( f - A - J dy ■

о fe ae

Как

показано в

работе

И.Гинзбурга

(см .«Вестник Л ГУ ",

1 ? 6 I, 14 I ,)

можно после соответствующих вычислении получить

 

 

J**

{

A l .С< ■

 

 

 

(6 .2 5 )

 

S

K l

 

 

 

 

V fe

 

 

 

 

 

 

Подставляя (6 .2 5 )

в ( 6 .2 4 ) ,

свяжем

толщину

потерянного нм.^.л:

са

**.

 

.......

— ...... .. ...

......

Г = \/Г«/ ■

 

8 **с напряжением

трения на стенке

£

уг»

 

 

 

 

 

 

 

 

KZ

 

 

 

л),

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(6 ,2 6 )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d8 **

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В соответствии с интегральным соотношением

импульсов

d х

%V/

запишем

 

г-*

 

 

 

 

f e u\

 

 

 

 

 

 

 

_d

U e S

- i k

 

JW

 

 

 

 

 

 

 

( 6 . 2? )

 

 

 

 

dx

I vv

V vv

ie

 

или,

с. учетом

( 6 -2 6 ) ,

 

 

 

 

 

 

 

 

d

 

, i

, XC.

f t He

/

 

 

 

A v .

^ | =

(6 .2 7 а )

 

» w ( \ A ’

 

 

A y ^ u /

 

£ г

 

Интегрируя последнее

у ранне вне, подучим

 

 

 


- 235 -

276)

При больших значениях ^ последнее, соотношение запишем как

С6 i 28)

w

Для того чтобп из уравнения (6 .2 8 ) виделишь коэффициент тр е --

шш

/.

 

л

явном

 

,

Y 9

— -- р —

 

^л/

2

\

мокно

Lt

виде (

? =

=

- г —

) ,

 

'

 

 

 

 

 

 

 

Т ..у . ,• у<р

CV

 

 

воспользоваться

аппроксимацией:

Л '* ' в

Г

- -

I

i) • ПРИЧ0Ы

Lnl>G ^ n 1

+n2

для

8

■< ? <

20

72/ =

2 ,9

и

/2г =

1 ,1 6 ,

а для

 

20

 

£ < 40

 

П{ = 5 ,3 ,

П 2 = 1 ,0 8 .

 

 

 

 

 

 

Используя последнюю аппроксимирующую формулу, перепишем

уравнение

(6 .2 8 > :

- \ Г Ф

 

 

.

л

6 к

 

 

 

u &

u 4

fo *u [(% U '-e + ’ '}-

 

 

 

 

 

 

'

й\</'

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

Lп

 

(СК

,

 

Cli

т

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

или

 

 

 

 

) г

 

СН

 

 

СК Г&г

Г Г

 

УеХ/СК

 

 

 

 

 

 

 

 

 

________ — е *е г й^ ^ е - е г Sw^fe ' * cf

(6 .2 9 )

^( Uw W'

Подставив в

(6 .2 9 )

вместо <?

и*

 

е го, значение из (6 .2 8 )

-

иех

 

Г £

Л -

«

 

ск П Г

Г Т -

 

vw

-D V р-

 

 

 

JV

V Cf

 

 

JW

 

 

 

 

 

 

получаем

 

 

 

 

 

№•

т )

«•8о'

w

 

 

 

 

(]еХ

Mv

Ь Ш -

" е -

Щ

" ‘/ I

П Т " С(\пг

 

 

 

 

 

о ткуда .

 

п<

 

 

 

 

n.-i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-г Л1 . ,Р , А , -

 


- 236 -

Если ввести в рассмотрение коэффициент местного сопротивления,

которыН имел Он место в случае нес..'uuaeuoil жидкости пои тех хсе Параметрах швшиего потока, а именно:

 

 

 

_rn 'h-l Uс X

1-Пг

 

 

 

 

 

С;н* 2 (к)П* - е ”гф Ъ ( ~

 

 

 

th

 

 

 

 

(6 .3 2 )

то последнюю формулу

 

для

С^

можно

записать

ти к :

 

 

 

Cf - / С \*г Р« Г

( fe ) 2~ 7 ~ Я 7

 

(6 .3 3 )

 

CfH " l U* /

'

f e

i A

I

f

w /

J

 

 

 

 

 

 

 

Б

зависимости от

значеннп

Пг

получим те пли иные -lopuy-

ли, определнюш.ие зависимость

С{

от

 

Ме, /?е , fi^r

. В

случае

полностью теплоизолированной

пластинки

CL =

0,

пои

/ > г

=

p rm =

I

He = h w

ИЛИ

 

Тов=

Т у / (при

 

Ср =

- consi )■ Тогда

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С# ores in и = aresin

 

~а resin

 

/

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1*/

С _

\1сНе

 

 

 

 

 

 

(r< W

 

 

uw

й

\ Не

_ й

 

^

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ъ

 

 

f 1w

 

 

n

 

 

 

 

 

 

fw

Те

 

 

T v

i

 

 

 

 

 

 

Полагал, кроме

то го

 

 

 

 

 

,

ИЗ

(6 .3 3 ) иолу чип

 

 

 

w

 

 

 

Cx

 

, . г е: J

eJn^

 

. ii4

 

 

 

_ /arcscnU

jlj9

Г,v

 

 

 

 

Л J

 

 

 

(б.з''О

 

4

 

 

 

 

 

 

 

CfH

и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пг- 1

 

 

ЕСЛИ

 

п9 = 1 , 26 и

 

И = 0 ,7 6 , то

(

 

я

+

г

)

По

I

= -0 ,5 5

 

 

 

 

 

и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-t7 5 5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

О *

1

(X

 

!

1/

*

 

Пе I

 

 

*

 

( й -35)

Как

аокавзно в рсоотс

[ т J .

тти

 

А ’

/Г,

a

pr -

I,

то в


 

 

 

 

 

 

 

 

 

- 337

-

 

 

 

 

 

результате оиалогачшх ш.1чаолсаил

д л и

теалоиаоааронаааоП алпс-

танка

1.:о,*от р ы ть получено

 

соотношение

г

 

 

 

 

С( _

 

/ arcsui и

)1,6

 

 

Иг

/

 

 

,-0 ,5 5 .

 

 

 

 

/ + Г

Ме

 

СfH

 

[

и

I

N

И,

 

(6 .3 6 )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где

пгН „

-

геплосоде; !.::шне

 

восстановлении

на

теллоннодироапниоИ

стенко,

Г

- коэффициент. носстоноь.'Юннп

(

/’ ДО 0 ,8 9 ) .

Зкснерпыептольные

исследовании подтверждают полу ценную

зависимость.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Дли нстзилэизолиромнноп стенка

не стаи Г;

коэффициент тре-

нал до.ь.,еп 1п.ллолиться но

 

формула

(6 .3 а )

ала

( 6 .6 1 ) .

л .В .К о а ­

лой in

основе

проведанных

 

нм окснерныешон,

в

которых

0 ,5 5 ^ .

, Лу у

_

 

 

I 0 5 -<

Re ^ 3

К / а 1 ,7 ^

4

4 Тг ^ 1

предлагает

определить

С^ для пластинки

по

формуле

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

■0,55

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(6 .3 7 )

ала

 

 

/ & ие

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

2

к Н 3>(1, г £

±

м * ) 0М

 

 

 

 

 

\- -г(

 

(6 .3 8 )

r f = 0 -w e ( " 7 v

 

 

 

 

Тг

 

 

 

 

/ 9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ww

r

-

----~ .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

~f

 

fe

Уе

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Jь л зь

нажду

 

трен;кн а теплообменом

 

лоплодо:!

поток

or

пограничного слои

к

стеаке выражается

ооотаолеиае;.',

/ 1 5/

.

/ , j ? T i

_ Aw f д к \ = A*L

fJ}1l )

(Щк) =.

%v ' '

 

-

 

t pw I

d j

/j

Cpw

 

о

 

d j /у то

'ЛУ /у

о

 

Ср\у

'

ijro

I

У * /у го 1

 

0

 

 

 

 

 

 

 

A y

 

( o h

 

j

iw

 

____ £

 

t ,y

 

Hp~ h w

(6 .3 9 )

О лу

I ^

 

h--o / А ич

Pr,

Ue

 

S(i)