Аналогия Рейнольдса - Reynolds analogy

В Аналогия Рейнольдса широко известно, что связывает турбулентный импульс и теплопередачу.[1] Это связано с тем, что в турбулентном потоке (в трубе или в пограничном слое) перенос количества движения и перенос тепла во многом зависят от одного и того же турбулентного потока. водовороты: профили скорости и температуры имеют одинаковую форму.

В главное предположение состоит в том, что тепловой поток q / A в турбулентной системе аналогичен потоку импульса τ, что предполагает, что отношение τ / (q / A) должно быть постоянным для всех радиальных положений.

Полная аналогия Рейнольдса * такова:

Экспериментальные данные для газовых потоков приблизительно согласуются с приведенным выше уравнением, если Шмидт и Прандтль числа близки к 1.0 и только трение кожи присутствует при обтекании плоской пластины или внутри трубы. Когда присутствуют жидкости и / или форма перетащить присутствует, условно известно, что аналогия недействительна.[1]

В 2008 г. качественная форма справедливости аналогии Рейнольдса была повторно рассмотрена для ламинарного течения несжимаемой жидкости с переменной динамической вязкостью (μ).[2] Было показано, что обратная зависимость числа Рейнольдса (Re) и коэффициент поверхностного трения (cж) является основанием для справедливости аналогии Рейнольдса в ламинарных конвективных потоках с постоянным и переменным μ. Для μ = const. сводится к популярной форме числа Стэнтона (Ул.) возрастает с увеличением Re, а для переменной μ сводится к Ул. увеличивается с уменьшением Re. Следовательно, аналогия Чилтона-Колберна Ул.•Pr2/3 увеличивается с увеличением cж качественно справедливо, когда действительна аналогия Рейнольдса. Кроме того, обоснованность аналогии Рейнольдса связана с применимостью теоремы Пригожина о минимальном производстве энтропии.[3] Таким образом, аналогия Рейнольдса справедлива для течений, близких к развитым, для которых изменения градиентов переменных поля (скорости и температуры) вдоль потока малы.[2]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б Геанкоплис, К.Дж. Транспортные процессы и принципы процесса разделения (2003), четвертое издание, стр. 475.
  2. ^ а б Махуликар С.П. и Хервиг Х. «Трение жидкости в несжимаемой ламинарной конвекции: пересмотр аналогии Рейнольдса для переменных свойств жидкости». Европейский физический журнал B: Конденсированные вещества и сложные системы, 62(1), (2008), стр. 77-86.
  3. ^ Пригожин, И. Введение в термодинамику необратимых процессов. (1961), Interscience Publishers, Нью-Йорк.