Оценка точности инженерных методов расчета конвективного теплообмена в критической точке сферы по результатам исследований - page 1

Оценка точности инженерных методов расчета…
1
УДК 533.16
Оценка точности инженерных методов расчета
конвективного теплообмена в критической точке
сферы по результатам исследований
© В.В. Горский1, 2, А.А. Оленичева1, 2
1ОАО «ВПК «НПО машиностроения», Московская область, г. Реутов,
143966, Россия
2МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, 105005, Россия
В статье приведены результаты систематических исследований инженерных
методов расчета конвективного теплообмена и трения в критической точке сфе-
ры на базе численного решения уравнений пограничного слоя. Установлено, что по-
грешность известных формул существенно выше, чем указано в литературных
источниках. Предложена система соотношений, характеризующаяся повышенной
точностью расчета теплообмена и трения.
Ключевые слова: теплообмен, критическая точка, численные методы, погранич-
ный слой.
Введение. Расчетно-теоретические исследования тепломассопе-
реноса и трения выполнены в широком диапазоне изменения опреде-
ляющих факторов: числа Маха M  в набегающем воздушном пото-
ке, давления торможения 0 p этого потока и энтальпийного фактора
h R — отношения энтальпии воздуха при температуре так называе-
мой стенки к энтальпии торможения воздушного потока. В данном
случае стенка — поверхность тела, обтекаемая набегающим на него
воздушным потоком.
Физико-математическая постановка задачи. Исследования
проведены, во-первых, в предположении, что газ совершенный, и, во-
вторых, для многокомпонентной воздушной смеси при предельных
скоростях протекания химических реакций в пограничном слое. В
последнем случае расчет диффузионного тепломассопереноса вы-
полнен в рамках уравнений Стефана — Максвелла.
В процессе проведения исследований принимали:
состав воздушной смеси ограничен набором таких веществ, как O,
O2, N, N2, NO, Ar, образованных из химических элементов O, N, Ar;
в нормальных условиях воздух характеризуется молярной концентра-
цией следующих химических веществ [1]:
2 O = 0, 2095 κ ,
2 N = 0, 7808 κ ,
Ar κ = 0, 0097 .
При этом расчеты выполнены:
в предположении, что газ совершенный;
для воздушной смеси, находящейся в состоянии термохимиче-
ского равновесия;