Обзор и анализ исследований тепломассообмена в стратифицированной морской воде
19
Требование того, чтобы толщина пограничного слоя
(0)
была ма-
ла или равнялась нулю, приводит к условию
nq
< 1. Это означает, что
для пресной воды при
p
= 0,1 МПа и
q
= 1,894816 значение
n
< 0,528. Кроме того, если направление
х
выбрано таким образом, что
производная
f
существенно положительна, энергия
Q
(
х
) при
N
> 0
должна быть постоянной в случае линейного источника теплоты, рас-
положенного в точке
х
= 0, или возрастать, если ниже по потоку при
y
= 0 осуществляется подвод энергии. Следовательно, на основании со-
отношения для
( )
Q х
при
s
= 0 и
р
= 0,1 МПа находим
n
> –3/(
q
+ 4) =
= –0,509, т. е. для направленного потока
n
= –0,509. Итак, допустимым
для
n
является диапазон значений –0,509 <
n
< 0,528. Для сравнения
укажем, что при использовании приближения Буссинеска (
q
= 1) допу-
стимый диапазон значений несколько иной: –0,6 <
n
< 1. Таким обра-
зом, величина
(0)
зависит от числа Рr,
R
и выталкивающей силы
F
.
Заключение.
В условиях существования выталкивающей силы
течения, вызванные этой силой, чрезвычайно разнообразны по своим
механизмам, физическим размерам, формам возникающих движений.
В однофазной жидкости в связи с быстрыми изменениями плотности
в вертикальном направлении возникают волноподобные движения.
Стратификация оказывает существенное влияние на тепломассопере-
нос.
Если для поля температур в холодной воде выполняются условия,
отвечающие максимуму плотности, то существует обратная выталки-
вающая сила. В случаях, когда обратная сила достаточно велика, воз-
никают локальные течения, оказывающие большое влияние на теп-
ломассоперенос. При некоторых условиях происходит полное изме-
нение направления результирующего течения.
Любое местное возмущение, вызывающее движение, может вы-
нудить тяжелую жидкость опускаться, заставляя легкую жидкость в
каком-то другом месте подниматься. Вязкость будет препятствовать
этому движению. Наиболее важными условиями являются толщина
слоев жидкости или газа, вязкость и другие параметры, при которых
эти слои становятся неустойчивыми к всегда существующим возму-
щениям. Скорости, вызванные выталкивающей силой, большей ча-
стью очень малы в связи с большим влиянием вязкости на течение в
узких проточных каналах. Это позволяет сильно упростить аналити-
ческое исследование тепломассопереноса, хотя и ценой некоторых
потерь в описании реального физического механизма для ряда гео-
метрических конфигураций.
Работа выполнена по государственному заданию в рамках про-
ектов № 7.4559.2011 и при финансовой поддержке РФФИ по проек-
ту № 13-08-00538
