Главная – Журналы – Теплофизика и аэромеханика 2018 номер 2

Исследован класс нелинейных задач нестационарного радиационно-конвективного теплообмена при вынужденном ламинарном обтекании плоской пластины потоком жидкости в условиях микроволнового воздействия с малой глубиной проникновения. Решения этих задач осуществлено с применением эффективных асимптотических процедур на последовательных стадиях нестационарного и стационарного радиационно-конвективного теплообмена на теплоизлучающей поверхности горизонтальной пластины. «Сшивка» нестационарной и установившейся частей решений выполнена на характеристике «продольная координата-время». Построенные на этих принципах решения надежно согласуются с точными решениями при предельных значениях таких параметров, как малая и большая интенсивность внешнего теплового воздействия, малые и большие времена и др. Погрешность решений не выходит за пределы 1-7 %. По мере удаления от передней кромки пластины за счет теплоизлучения происходит вырождение конвективного теплообмена от значений, характерных для граничного условия второго рода, до величин, свойственных граничному условию первого рода. Отмечено сильное влияние на характер изменения поверхностной температуры и числа Нуссельта комплексного параметра СВЧ и теплового излучений. Важным достоинством развиваемого метода решения данного класса внешних задач является то, что еще до проведения сложных расчетов удается провести исчерпывающий анализ фундаментальных закономерностей изучаемых процессов. При этом, несмотря на ряд вводимых исходных упрощений, последние существенно не сказываются на точности конечных результатов, гарантируя надежную количественную информацию. Разработанный метод может быть расширен также на режимы вынужденной конвекции с линейной зависимостью физических свойств от температуры при помощи преобразования А.А. Дородницина. Для подтверждения адекватности построенной математической модели проведено экспериментальное исследование стационарного радиационно-конвективного теплообмена при вынужденном обтекании плоской пластины. Результаты сравнения теоретических и опытных данных показывают их достаточное соответствие. Это еще раз подтверждает эффективность разработанного метода построения теоретических решений нелинейных задач вынужденной конвекции с использованием асимптотических процедур.