14.8. ТРЕНИЕ И ТЕПЛООБМЕН ПРИ ВЗАИМОДЕЙСТВИИ ЗАТОПЛЕННОЙ СТРУИ С ТВЕРДОЙ СТЕНКОЙ

Полагая, что законы трения и теплообмена сохраняют консервативность и в данной ситуации, запишем уравнение (14.7.5) в виде

    (14.8.1)

При . Поскольку , закон изменения максимальной скорости в пристеночной струе можно принять таким же, что и в свободной струе с начальным сечением , т. е.

Интегрируя (14.8.1) в пределах от до , получим

При

Отсюда при

В опытах Сигалла было найдено, что при

или с учетом выражения (14.8.2)

Эта формула отличается от (14.8.5) всего на 5%. Себан и нашли, что вспутном потоке с величина в затопленной струе меняется по закону

    (14.8.9)

Из уравнений (14.8.4) и (14.8.9) следует, что при слабом спутном потоке

    (14.8.10)

Рис. 14.5. Коэффициент теплообмена в полупограничной струе

Эта формула также удовлетворительно подтверждается опытами. Полагая для турбулентного потока

находим, что:

а) для затопленной пристеночной струи в неограниченном неподвижном пространстве

    (14.8.11)

б) для пристеночной струи в слабом неограниченном спутном потоке

    (14.8.12)

На рис. 14.5 дано сопоставление расчетов по этим формулам с опытами

Себана и Бэка. Там же нанесены данные Себана для которые, естественно, описываются обычной формулой для пластины:

    (14.8.13)

Список рекомендуемой литературы

1. Лкатнов Н. И. Распространение плоской турбулентной струи вдоль твердой, гладкой и шероховатой поверхностей.— «Изв. АН СССР. Сер. ОТН. Механика и машиностроение», 1960, № 1, с. 27.

2. Волчков Э. П., Кутателадзе С. С., Леонтьев А. И. Взаимодействие затопленной турбулентной струи с твердой стенкой.—«Журн. прикл. механ. и техн. физ.», 1965, № 2, с. 50.

3. Кутателадзе С. С., Леонтьев А. И. Теплообмен и трение в турбулентном пограничномслое. М., «Энергия», 1972.

4. Мейерс Г. Е., Шауер И. И., Юстис Р. Н. Теплообмен в плоских турбулентных струях у стенки.— «Тр. амер. об-ва инженеров-механиков» (рус. пер.), 1963, сер. С, т. 85, № 3, с. 209.