11.6. ТЕПЛООТДАЧА В ТУРБУЛЕНТНОМ ПОТОКЕ
Для анализа теплоотдачи в турбулентном потоке вводят понятие турбулентной теплопроводности кТ, которая является аналогом турбулентной вязкости vT в гидродинамике. Тогда удельный тепло¬вой поток qT при турбулентном теплообмене в направлении оси х выразится так:
qT = \dt(dx.
Коэффициент турбулентной теплопроводности А^, как и коэф¬фициент турбулентной вязкости vT, не является физическим свойст¬вом среды, а определяется характером температурного поля, осредненными скоростями и другими внешними факторами.
В ядре потока Ат » так как при этом количество теплоты, переносимое турбулентными пульсациями, значительно больше, чем молекулярной теплопроводностью. Очевидно, у стенки А,т — 0. Интенсивность переноса теплоты в ядре потока выражают с по¬мощью коэффициента турбулентной температуропроводности ат = Лт/(рс), который уменьшается по мере приближения к стенке; в пограничном слое ат< а, а у стенки ят = 0. Принимают, что граница теплового пограничного слоя соответствует геометричес¬кому месту точек, для которых аг — а. Значения ат и vT, а и v обычно не совпадают, поэтому в общем случае не равны и толщины гидродинамического и теплового пограничных слоев, т.е. 5Т^6Г Эти слои совпадают лишь при v = а. Поскольку отношение v/a по существу представляет собой критерий Прандтля, так как Рг = v/a, то толщины гидродинамического и теплового слоев будут совпа¬дать при Рг 2i 1, т.е. при Рг ^ I соблюдается подобие полей температур и скоростей и, таким образом, критерий Прандтля характеризует подобие этих полей.