Heat transfer simulation in stirring boundary layer using the semiempirical turbulence theory


Cite item

Full Text

Abstract

The dynamic and thermal boundary layer equations are derived for the stirring boundary layer using Prandtl semiempirical turbulence theory. Based on definition of the thermal perturbations front and supplementary boundary conditions the method of constructing an exact analytical solution of the boundary value problem simulating the formation of the thermal boundary layer in the dynamic boundary layer is obtained and applied to find the exact analytical solutions of thermal boundary layer differential equation almost with a given degree of accuracy. The velocity distribution in stirring dynamic boundary layer and its thickness were taken by the well - known relations, found from experiments. The supplementary conditions fulfillment is equivalent to the fulfillment of the initial differential equation in the boundary point and in the thermal perturbations front. So, the more supplementary conditions we use the better fulfillment of the initial differential equation in the thermal boundary layer we have, because the range of thermal perturbations front changing includes the whole range of transverse spatial variable changing. Analysis of calculations results allows to conclude that the layer thickness within a stirring dynamic boundary layer more than twice less than thermal layer thickness in a laminar dynamic boundary layer. The study of the received in this paper criteria-based equation shows that the difference of heat transfer coefficients in the range 20000 ≤ Re ≤ 30000 of the Reynolds number on the experimental not exceed 7 %.

About the authors

Igor V Kudinov

Samara State Technical University

Email: igor-kudinov@bk.ru
(Cand. Techn. Sci.; igor-kudinov@bk.ru), Associate Professor, Dept. of Theoretical Fundamentals of Heat-Engineering and Hydromechanics 244, Molodogvardeyskaya st., Samara, 443100, Russian Federation

Anastasiya N Branfileva

Samara State Technical University

Email: OV_branfilevaAN@samaragilpro.ru
Assistant, Dept. of Theoretical Fundamentals of Heat-Engineering and Hydromechanics 244, Molodogvardeyskaya st., Samara, 443100, Russian Federation

Anton V Eremin

Samara State Technical University

Email: a.v.eremin@list.ru
(Cand. Techn. Sci.; a.v.eremin@list.ru; Corresponding Author), Associate Professor, Dept. of Theoretical Fundamentals of Heat-Engineering and Hydromechanics 244, Molodogvardeyskaya st., Samara, 443100, Russian Federation

Marina P Skvortsova

Samara State Technical University

Email: marina.dorozhkina.88@mail.ru
Assistant, Dept. of Theoretical Fundamentals of Heat-Engineering and Hydromechanics 244, Molodogvardeyskaya st., Samara, 443100, Russian Federation

References

  1. Юдаев Б. Н. Теплопередача. М.: Высшая школа, 1981. 319 с.
  2. Лойцянский Л. Г. Механика жидкости и газа. М.: Дрофа, 2003. 840 с.
  3. Исаев С. И., Кожинов И. А., Кофанов В. И. и др. Теория тепломассообмена / ред. А. И. Леонтьев. М.: Высшая школа, 1979. 496 с.
  4. Михеев М. А., Михеева И. М. Основы теплопередачи. М.: Энергия, 1977. 344 с.
  5. Прибытков И. А., Левицкий И. А. Теоретические основы теплотехники. М.: Академия, 2004. 465 с.
  6. Шлихтинг Г. Теория пограничного слоя. М.: Наука, 1969. 742 с.
  7. Кудинов В. А., Стефанюк Е. В. Получение аналитических решений уравнений гидродинамического и теплового пограничных слоев на основе введения дополнительных граничных условий // ТВТ, 2010. Т. 48, № 2. С. 290-302.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2014 Samara State Technical University

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».