Критерий Рейнольдса можно получить, если разделить член уравнения движения, учитывающий инерциальные силы, на член, учитывающий силы трения.
,
где
,
–
масштаб скорости, используемой при приведении уравнения движения к
безразмерному виду.
Под
масштабом скорости – понимается обычно
скорость невозмущенного потока.
Сила вязкого трения стремится упорядочить движение. В то же время возмущения, нарушающие форму течения жидкости, возрастают с увеличением инерциальных сил. Если силы трения превалируют над инерциальными, движение жидкости является ламинарным – область I на рисунке. Если же преобладают инерциальные силы, течение становится неустойчивым под действием возмущающих сил и течение становится турбулентным.
Критерий Эйлера
представляет
собой отношение статического давления к скоростному (динамическому) напору. Он
связан с числом Маха простым соотношением. Умножим и разделим критерий Эйлера
на показатель адиабаты
.
При
сравнительно малых скоростях статическое
давление с изменением скорости изменяется незначительно и поэтому критерий
Эйлера
практически не влияет на
интенсивность теплопереноса. При больших скоростях
влияние
числа Маха, а, следовательно, и критерия Эйлера, на теплообмен достаточно
существенно и оно должно быть учтено.
Ранее
отмечалось, что в задачах конвективного теплопереноса определяемым критерием
подобия является критерий Нуссельта , ибо он содержит
в своем составе коэффициент теплоотдачи
,
входящий в уравнение для расчета плотности теплового потока
,
где
– температурный напор – разность
температуры между поверхностью твердой перегородки и омывающей ее жидкости.
Преобразуем критерий Нуссельта, умножив и разделив его на температурный напор
.
Из
последнего выражения нетрудно заметить, что критерий Нуссельта представляет
собой отношение величин плотностей теплового потока переданного в процессе
теплоотдачи и теплового потока, прошедшего через
слой толщиной
, вследствие
теплопроводности
.
По своему начертанию аналогичен критерию Нуссельта критерий Био, играющий важную роль в теории теплопроводности, но отличен (хотя в некотором смысле и схож) его физический смысл.
.
Одинаковость
критерия Био означает подобие граничных условий третьего рода, когда
рассматривается случай нестационарной теплопроводности. По своему физическому
смыслу он характеризует отношение термического сопротивления стенки () к термическому сопротивлению
теплоотдачи от ее поверхности в окружающую среду
.
Иными словами, он определяет отношение количества тепла, переданного за счет
теплопроводности в граничном слое твердого тела, к количеству тепла, снятому с
его поверхности в процессе конвективного теплообмена.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.