Структура течений и теплообмен у поверхностей различной ориентации в режимах свободной и смешанной конвекции

• Автор: Бердников, Владимир Степанович
• Шифр специальности: 01.02.05
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 589 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ОСНОВНЫЕ СОКРАЩЕНИЯ И ОБОЗНАЧЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ТЕРМОГРАВИТАЦИОННАЯ КОНВЕКЦИЯ В
ПОДОГРЕВАЕМЫХ СНИЗУ ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ СЛОЯХ ЖИДКОСТИ С ДВУМЯ ЖЕСТКИМИ ГРАНИЦАМИ
1.1. Введение
1.2. Состояние вопроса
1.3. Экспериментальные установки и методики исследований гидродинамики и теплообмена
1.3.1. Установка для исследований классической рэлей-бенаровской конвекции
1.3.1.1. Рабочий участок установки
1.3.1.2. Конструкция и расположение датчиков температуры в установке
1.3.1.3. Задание и контроль граничных условий
1.3.2. Автоматизация экспериментальной установки
на базе микрокомпьютерной системы
1.3.3. Конструкция и расположение датчиков температуры в объеме исследуемой жидкости
1.3.4. Методики измерения полей температуры в объеме жидкости
1.3.5. Методика изучения пространственной формы конвективного течения и поля скорости
1.3.6. Погрешности эксперимента
1.4. Результаты исследований пространственной формы течения
в слое с двумя жесткими границами

1.4.1. Пространственная форма конвективного течения при геометрическом отношении Г 1. Отбор из шума
1.4.2. Эволюция пространственной формы индуцированного течения
1.5. Поля скорости и температуры в отдельных ячейках
1.6. Закономерности интегрального теплообмена
1.6.1. Стационарные граничные условия
1.6.2. Нестационарные граничные условия
1.7. Зависимость процессов ламинарно-турбулентного
перехода от относительных размеров слоя
1.7.1. Влияние горизонтальных размеров слоя на пространственную форму конвективного течения
1.7.2. Влияние на интегральный тепловой поток
1.7.3. Появление и развитие локальных колебательных мод
1.8. Турбулентный режим
1.9. Основные результаты и выводы
ГЛАВА 2. ТЕПЛОВАЯ ГРАВИТАЦИОННО-КАПИЛЛЯРНАЯ КОНВЕКЦИЯ В
ГОРИЗОНТАЛЬНОМ СЛОЕ, ПОДОГРЕВАЕМОМ СНИЗУ, СО СВОБОДНОЙ ВЕРХНЕЙ ГРАНИЦЕЙ
2.1. Введение
2.2. Состояние вопроса и постановка задачи
2.3. Экспериментальная установка и методики
проведения исследований
2.4. Результаты экспериментальных исследований
2.4.1. Ламинарная ячеистая тепловая гравитационнокапиллярная конвекция
2.4.2. Турбулентный режим

2.5. Основные результаты и выводы
ГЛАВА 3. ТЕРМОГРАВИТАЦИОННАЯ И СМЕШАННАЯ КОНВЕКЦИЯ В ПОДОГРЕВАЕМОМ СНИЗУ СЛОЕ С ДВУМЯ ЖЕСТКИМИ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНО ВРАЩАЮЩИМИСЯ ГРАНИЦАМИ
3.1. Введение
3.2. Состояние вопроса. Постановка задачи
3.3. Экспериментальный стенд и методики
3.3.1. Задание и контроль температурных граничных
условий
3.3.2. Задание и контроль скорости вращения
3.3.3. Методика измерения структуры поля температуры
3.3.4. Методика изучения пространственной формы конвентивного течения и поля скорости
3.3.5. Методика обработки информации о структуре пространственной формы конвективного течения
3.4. Результаты исследований закономерностей интегрального теплообмена и эволюции пространственной формы
течения
3.4.1. Режим вращения одной из границ
3.4.2. Режим дифференциального вращения границ
3.4.3. Пространственная форма течения
3.5. Основные результаты и выводы
ГЛАВА 4. ТЕПЛОВАЯ ГРАВИТАЦИОННО-КАПИЛЛЯРНАЯ КОНВЕКЦИЯ
В ПОЛОСТЯХ И СЛОЯХ С ПРОДОЛЬНЫМ ГРАДИЕНТОМ ТЕМПЕРАТУРЫ
4.1. Введение
4.2. Современное состояние вопроса. Обзор литературы

Или используя уравнение неразрывности (1.3):
при г = 0,Н V = 0, д2у/дг1 = 0. (6)
Второй случай — твердые изотермические границы. В этом случае считается, что как нормальная, так и касательная составляющие скорости обращаются в нуль (условия непротекания и прилипания):
при г = 0, Н и = гл = V = 0, при г = 0 Т = 71, при г — Н Т = Т%.

Или с учетом уравнения неразрывности:
при г —0,Н у — ди/дг = 0. (8)
Физически более реалистичные граничные условия для случая свободных границ с учетом деформации и термокапиллярного эффекта рассмотрим в главах 2 и 4.
Запишем систему уравнений для возмущений (1.1) - (1-3) в безразмерном виде. Для этого выберем следующие единицы измерения: расстояния — высота слоя жидкости Н, времени — Н2/у, скорости — а/Н, давления — риа/Н'2, температуры — АТ — Т, — Г2. Переходя при помощи указанных единиц к безразмерным переменным, получим систему уравнений:
дУ/дЬ = -VР + ДГ + Иа Т у, Рг (дТ/дЬ) - (у - ]') = АТ, (9)
сИуУ = 0.
Здесь j — единичный вектор, направленный по вертикали вверх.
Если границы слоя имеют конечную (одинаковую) теплопроводность, то к системе уравнений необходимо добавить уравнение для возмущения температуры стенок Тт, которое после обезразмеривания будет иметь вид:
Рг а&Гт/дЪ = ДТт (10)