Читать онлайн «Тепломассообмен в пристенных течениях : Учеб. пособие для студентов, обучающихся по направлению подгот. бакалавров 551000 - Авиа- и ракетостроение и магистров по программам 551001 - Аэродинамика, гидродинамика и процессы теплообмена летат. аппаратов, 5510»

1 Министерство образования Российской Федерации НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Э. П. ВОЛЧКОВ, В. П. ЛЕБЕДЕВ ТЕПЛОМАССООБМЕН В ПРИСТЕННЫХ ТЕЧЕНИЯХ Допущено Учебно-методическим объединением высших учебных заведений Российской Федерации по образованию в области авиации, ракетостроения и космоса в качестве учебного пособия для студентов, обучающихся по направлению подготовки бакалавров 551000 – Авиа- и ракетостроение и магистров по программам 551001 – Аэродинамика, гидродинамика и процессы теплообмена летательных аппаратов , 551004 – Аэродинамика, гидродинамика и процессы теплообмена двигателей летательных аппаратов, 551013 – Авиационная и ракетно-космическая теплотехника, 551014 – Физическое и вычислительное моделирование тепло- аэродинамических и теплогидравлических процессов. НОВОСИБИРСК 2002 2 УДК 532. 526 (075. 8) В 689 Рецензенты: д-р техн. наук, проф. А. М. Харитонов; кафедра Э-З МГТУ им. Н. Э. Баумана (проф. М. И. Осипов) Волчков Э. П. , Лебедев В. П. В 689 Тепломассообмен в пристенных течениях: Учебник. – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2003. – 244 с. – (Серия «Учебники НГТУ»). ISBN № 5-7782-0316-0 В книге рассмотрены основы теории переноса импульса, теплоты и вещества в пристенных течениях. Проанализированы ос-новные уравнения механики жидкости и газа для ламинарного и турбулентного течений. Изложены теория пограничного слоя, современные методы расчета трения и тепломассообмена. Основное внимание уделено интегральным методам расчета пограничного слоя, нашедшим широкое распространение в инженерной практике. Рассмотрена асимптотическая теория турбулентного пограничного слоя, учитывающая влияние неизотермичности, сжимаемости, вдува газа через стенку, химических реакций на процессы теплообмена. Книга рассчитана на студентов, аспирантов и специалистов в области конвективного тепломассообмена, авиа- и двигателестроения . ISBN № 5-7782-0316-0  Новосибирский государственный технический университет, 2003 г.  3 ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ а – коэффициент диффузии теплоты (температуропроводность), м2/с; а* – скорость звука, м/с; b = jст /(0U0St0), b = jст / [0U0(cf 0 / 2)] – параметр проницаемости поверхности, рассчитанный по числу Стентона или по коэф- фициенту трения в стандартных условиях; b1 = jст /(0U0St), b1 = jст / [0U0(cf /2)] – параметр проницаемости по- верхости, рассчитанный по числу Стентона или коэффициенту трения в рассматриваемых условиях; С – массовая концентрация, кг/м3 или кг/кг; с – удельная теплоемкость, Дж/(кгК): ср – при постоянном давле- нии; сV – при постоянном объеме; сf = 2ст / 0u02 – коэффициент сопротивления трения; d – диаметр, м; D – коэффициент диффузии вещества, м2/с; S – площадь, м2; F – сила, Н; FV – объемная сила, Н/м3; G – массовый расход, кг/с; g – ускорение (в частности, ускорение свободного падения), м/с2; h – энтальпия, Дж/кг; h* – энтальпия торможения, Дж/кг; jcт = cтvcт – поперечный поток вещества на проницаемой поверх- ности (массовая скорость), кг/м2с; к – кинетическая энергия турбулентности, м2/с2; k – ср /сV –показатель адиабаты; L – характерный линейный размер, м; l – длина, м; < l >, l – длина свободного пробега, пути смешения, м; m – масса, кг; М – относительная молекулярная масса; М – число Маха; р – давление, Па; Q* – количество теплоты, Дж; Q – тепловой поток, Вт; q – плотность теплового потока, Вт/м2; 4 R – газовая постоянная, Дж/(мольК); R0 – удельная газовая постоянная, Дж/(кгК); r – коэффициент восстановления температуры; Т,  – температура, К; Т* – температура торможения, К; Tст* – температура адиабатической стенки, К; t – время, с; U0 – характерная скорость течения, м/c; U, V, W – компоненты вектора скорости течения по координатам x, y, z, м/c; u, v, w – пульсационные компоненты скорости течения, м/с; V – объем, м3; v* – динамическая скорость (скорость касательного напряжения), м/с; х, у, z – координаты, м;  – коэффициент теплоотдачи, Вт/(м2К);  – коэффициент объемного расширения, 1/К;  – толщина (пленки, пограничного слоя и др. ), м; т, д – толщина температурного и диффузионного пограничных слоев, м; * – толщина вытеснения, м; **т – толщина потери энергии, м;  – диссипация энергии турбулентности, мб/с3;  – плотность потока объемного излучения, Вт/м2;  = vcт* y /  – безразмерное расстояние от стенки в теории турбу- лентного пограничного слоя; r – пространственный макромасштаб турбулентности, м; r, t – пространственный и временной микромасштабы турбулент- ности, м; с;  – теплопроводность, Вт/(мК);  – коэффициент гидравлического трения;  – динамическая вязкость, Пас;  – кинематическая вязкость, м2/c;  = у/ – относительное расстояние от стенки; Θ – параметр эффективности газовой завесы;  – плотность среды, кг/м3; 0 – постоянная Стефана – Больцмана, Вт/(м2К4);  – касательное напряжение, Па;  = St/St0, cf /cf0 – относительная функция теплообмена и трения;  5  = Тст/Т0 – температурный фактор;  = U/U0 – безразмерная скорость.