Б.\п11Ч11на 0 называется средиелога[)1ф\н1ческо! раз. 1 сгыо температур.

Уравнение (3-25) показывает, что жидкость приближа-о.ся к термическому равновесию со стенкой ас![мптогическн и Т равна лишь для бесконечно дл1П!Ного трубопровода.

Дли круглой трубы = (с/ -диаметр трубы). В этом

c, iv4ac уравнеяне (З-2J) пpпннгaeт вид

Ьезразмерный комплекс jjj можно записать в виде

. Комплекс носит название кригернп Сган-

с;0 а- cpU

тина (S1). Он может быть выражен через уже нзнестные

кенгерии:

Критерием Стантона особенно удобно пользоваться для внутренних течений, так как, во-первых, он входит непосредственно в уравнение типа (3-24) и, во вторых, в турбулентном потоке его значение лишь слабо зависит от критерия Рейнольдеа. Так, например, Мак-Адамс (McAdams, 1942) рекомендует для турбулентного течения в гладких круглых трубах следующее ypaBueiuie;

St = 0,0225 Re Pr~ (3-29)

где в качестве характерного размера в Re входит диаметр трубы.

Подставляя это выражение в урапненно (3-27), для воз-Дума при Рг = 0,710, получим:

= (г, - 1) (3-30)

Так как критерий Рейнольдеа в.ходит в столь малой сто- и, то можно заключтгть, что распределение температуры По осп трубы почти не зависит от скороетп потока (коэф-Фптшепт теплоотдачи возрастает почти пропорционально

скоро ,. )

Смешение струй

При итекаитп! .нагретой струи н холодную жидкост передача танла осуществляется посредством тenлoпpoвo ностп и К0Н1В<йкции. И в этом случае можно нанести изс термы, зависящие в безразмерных координатах только d скорости н геометрии струи, а также от свойств жидкости Исходный поток может бьпь ламинарным, частично или полиостью турбулентным. Изучению струйных TcqcHHii по-

в I/ 8 12 W 10 2t 28 Расстояние от аппла, x/d

1С. 3-G. Линии постоянных скоростей и температур н струе.

священы многочисленные теоретические и экспериментальные исследования, исчерпывающий обзор которых дан Фоз-cтoлo.vI II Шапиро (Forslal! and Shapiro, 1950). Наибольший интерес для изучающих процессы горения представляет стучай, когда струя жидкости втекает в спутный hotqk ино скорости, причем поток полностью турбулентный.

Этот случай изучался теоретически Сквайром и Тро\и.1-жером (Squire and Trounger, 1944) и экспериментально Фор-столом и Шапиро (Forstall and Shapiro, 1950) и ЛэпднсоМ и Шапиро (Landis and Shapiro, 1951). При теоретическо.м рассмотрении поток предполагается турбулентным и не-; пользуется теория пути смеше-лия для переноса количества движения (Goldstein. 1938); в этой теории прииннается, что коэффициент турбулентной диффузии пропориионален ско:> 72

n ili течения и размерам струи. Теория удовлетворительно т ггверждается жспериментом. На ,рис. 3-6 даны в безраз-. -ных координатах линии постоянных скоростей и темпе-ур, полученные Лэнднсом и Шапиро, для значений ииИнення [начальных скоростей потока f/ н струи fV.; Jj -

,- = 0,25, и огнон1ення нлотИтсгей: / = --=0,92. Как

эг видно пз рисунка, лннип температур расходятся значн TC.U.IH) быстрее, чем линии скоростей; отношение турбулентной вязкости к турбулентной температуропроводности l;ovlaвляeт при.мерно 0,7, т. е. турбулентный и ла.мн-iia-Tbui критерии Прандтля равны между собой. Установ-.leiio, что распределения температур и скоростей по радиусу crjVH (в направлении, перпендикулярном оси) мт)гут быть апрокснмнрованы одннаковымп выражениями:

т.т г - радпа.пьное ])асстоя[не;

/ - радиус, которому соответствует сре.тнее значение переменных величин; и , н 7 -скорость и температура на осп струн.

меньшение скорости пли температуры по оси струн подчиняется следующему закону:

Ur~U Т, -Т /,./п

1 ли = , (3-32)

гд л-- расстояние от сопла ([ю потоку); D -диаметр струп;

- относительная длина потеиниального ядра , т. е.

расстояние до точки, где осевая скорость [!ачи-нает отличаться от начальной скорости струи (приближенно /- = 4--12ф); / - константа порядка единицы.

TiKH.M образом, процесс смешения определяется главным обрпчпм отношением скоростей, причем ес,г]1и скорости пер-ич11о;о и вторичного ПОТОКОВ увсличиваются вдвое (у остается постоянным), то смешение происходит вдвое быстрее, так что изотермы остаются без изменений. При Увелнирпии диаметра струи в 2 раза во столько же раз воз-