Основы гидрофизики. Беховых Л.А - 88 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

АГАУ | Барнаул

Составители: 

Рубрика: 

88
ГЛАВА 4. ГИДРОТЕРМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ
ВОДОЕМОВ И ВОДОТОКОВ
Целый ряд практических задач гидрологии и гидротехники
требуют изучения распространения теплоты в водных ламинар-
ных или турбулентных потоках.
4.1. Дифференциальное уравнение
температурного поля турбулентного потока
В пределах потока выделим в системе декартовых коорди-
нат
x, у, z элементарный параллелепипед с гранями dx, dy, dz
(рис. 4.1). Рассмотрим его тепловой баланс. Через грани парал-
лелепипеда теплота будет распространяться двумя путями:
- вместе с водными массами, пронизывающими грани па-
раллелепипеда со скоростями υ
x
, υ
y
, υ
z
− молекулярный перенос;
- молекулярной теплопроводностью в ламинарных потоках
(с коэффициентом теплопроводности λ) и турбулентной тепло-
проводностью в турбулентных потоках (с коэффициентом теп-
лопроводности λ
т
, во много раз превышающим λ).
Рис. 4.1. Схема к выводу дифференциального уравнения
теплопроводности потока жидкости
z
x
y
d
z
dy
d
x
Q
1
+Q
/
1
Q
5
+Q
/
5
Q
6
+Q
/
6
Q
3
+Q
/
3
Q
4
+Q
/
4
Q
2
+Q
/
2 
        ГЛАВА 4. ГИДРОТЕРМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ
             ВОДОЕМОВ И ВОДОТОКОВ
    Целый ряд практических задач гидрологии и гидротехники
требуют изучения распространения теплоты в водных ламинар-
ных или турбулентных потоках.
        4.1. Дифференциальное уравнение
   температурного поля турбулентного потока
     В пределах потока выделим в системе декартовых коорди-
нат x, у, z элементарный параллелепипед с гранями dx, dy, dz
(рис. 4.1). Рассмотрим его тепловой баланс. Через грани парал-
лелепипеда теплота будет распространяться двумя путями:
     - вместе с водными массами, пронизывающими грани па-
раллелепипеда со скоростями υx, υy, υz − молекулярный перенос;
     - молекулярной теплопроводностью в ламинарных потоках
(с коэффициентом теплопроводности λ) и турбулентной тепло-
проводностью в турбулентных потоках (с коэффициентом теп-
лопроводности λт, во много раз превышающим λ).
                        z

                            Q6+Q/6      Q3+Q/3



                                            dz

         Q1+Q/1                                  Q2+Q/2
                            Q4+Q/4
                                                          x
                                       dy

                                 dx

                             Q5+Q/5
          y

      Рис. 4.1. Схема к выводу дифференциального уравнения
                теплопроводности потока жидкости

                                88

Страницы