;
.
Уравнение состояния
.
Зависимость физических свойств жидкостей (газов) от температуры и давления
;
;
.
Для решения краевых задач данного типа необходимо задать краевые условия.
1. Геометрические условия, характеризующие форму и размер тела, омываемого жидкостью.
2.
Граничные условия – распределение скорости, давления и температуры на
поверхности тела во входном и выходном
сечениях канала.
В соответствии с формализмом Прандтля, скорость на поверхности тела равна нулю
.
При течении жидкости и газа по каналам граничные условия для температурного поля могут быть заданы в виде функции изменения температур на поверхности тела (граничные условия первого рода)
,
или в виде задания характера распределения плотности теплового потока на поверхности (граничные условия второго рода)
.
3.
Начальные условия, характеризующие распределение скорости, температуры и
давления в начальный момент времени при :
;
;
.
Для установившегося, стационарного случая граничные условия со временем остаются неизменными, а начальные условия при этом нужны.
Используя гипотезу Био-Фурье для теплопроводности в слое неподвижной жидкости (газе) в непосредственной близости у поверхности
,
где –
внешняя нормаль к поверхности тела; и гипотезу Ньютона о плотности теплового
потока, передаваемого в процессе теплоотдачи,
,
откуда в общем случае коэффициент теплоотдачи равен
.
Получим дифференциальное уравнение теплообмена
.
Гидромеханическое подобие
С целью некоторого
количественного сокращения необходимого анализа упростим несколько задачу.
Будем рассматривать несжимаемую жидкость, для которой .
В этом случае уравнение неразрывности
может быть сведено к виду
;
и его можно вынести за знак оператора и сократить
или
распишем операцию
,
где .
Уравнение движения для сокращения выкладок запишем лишь в проекции на ось
.
Сделано предложение о постоянстве динамической вязкости.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.