Трение, теплообмен и ламинаризация в турбулентном пограничном слое в пусковых режимах энергетических установок

• Автор: Яковлев, Максим Владимирович
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 165 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА I. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР
1.1. Влияние нестационарности и неизотермичности на коэффициенты трения и теплоотдачи
1.2. Выводы
1.3. Трение и теплоотдача в градиентных ускоренных течениях
1.4. Выводы
1.5. Задачи исследования
ГЛАВА И. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА И ПРОВЕДЕНИЕ ОПЫТОВ
2.1. Описание экспериментальной установки
2.2. Опытный участок
2.3. Измерительно-регистрирующая аппаратура
2.4. Проведение экспериментальных исследований
2.4.1. Предварительные отладочные экспериментальные исследования
2.4.2. Исследование динамических характеристик преобразователей температуры и давления
2.4.3. Тарировка датчиков трения "трубка-выступ"
2.4.4. Методика проведения основного эксперимента
2.5. Оценка точности результатов эксперимента
2.6. Характеристика эксперимента
2.7. Методика обработки опытных данных

ГЛАВА III. АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКПЕРЕМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ТРЕНИЯ И ТЕПЛООТДАЧИ В НЕИЗОТЕРМИЧЕСКОМ НЕСТАЦИОНАРНОМ ПОГРАНИЧНОМ СЛОЕ
3.1. Результаты экспериментальных исследований по трению при изменении температуры потока (Т0 = vor)
3.2. Результаты экспериментальных исследований по теплоотдаче при изменении температуры потока (Т0- var)
3.3. Результаты экспериментальных исследований по трению при постоянстве температуры потока (Т0 = const)
3.4. Результаты экспериментальных исследований по теплоотдаче при постоянстве температуры потока (Г0 = const)
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ
ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
£> - диаметр, (м); го - радиус канала, (м);
Є - расход, (кг/с); р - плотность, (кг/м3)
х, у - продольная и поперечная координаты, (м);
Ї - время, (с);
Т - температура, (К);
Р - давление, (Па); ж - скорость, (м/с); т - касательное напряжение, (н/м2);
С/- коэффициент трения;
Ч' - относительные коэффициенты трения или теплоотдачи;
К - константа турбулентности;
V - коэффициент кинематической вязкости, (м2/с); р - коэффициент динамической вязкости, (Па-с); со = му / и>о - относительная скорость;
IV = м’о, / м'оі - относительная скорость;
Х-х/с1, В>=у/8 — безразмерные продольная и поперечная координаты;
8, 8*, 8** - соответственно толщины: пограничного слоя, вытеснения, потери импульса, (м);
8/„ 8/,** - соответственно толщины: теплового пограничного слоя, потери энергии,(м);
Н = 8* / 8** - формпараметр;
Я - универсальная газовая постоянная,
Яе - число Рейнольдса;
Яе* - характерное число Рейнольдса, построенное по толщине потери импульса или энергии;

В начальном сечении распределение температуры, как и профиля скоростей, совпадает со знаком п = 1/7, но по мере увеличения отрицательного градиента давления профиль температур становится менее заполненным. Как и профили скоростей, температурные профили в координатах стенки отклоняются от зависимости, справедливой для случая безградиентного обтекания (рис. 1.7).
Деформация профилей температур в координатах стенки происходит в основном за счет нарушения аналогии Рейнольдса, так как ускорение потока приводит к резкому падению чисел в!, в то время как локальные значения коэффициента трения остаются практически постоянными на участке ускорения. Распределение пульсаций температуры, в отличие от распределения составляющих пульсаций скорости, изменяется незначительно. Вместе с тем под воздействием отрицательного градиента давления падает уровень интенсивности пульсаций температуры в переходной области пограничного слоя, и растет толщина подслоя, что и приводит к падению чисел 81 (рис. 1.8).
Рис. 1.8. Теплообмен в ускоренном пограничном слое [129]
Об уменьшении интенсивности переноса тепла в пристенной области ускоренного турбулентного пограничного слоя свидетельствует и характер