Portal de Periódicos da CAPES

Heat and mass transfer laws for fully turbulent wall flows

1972; Elsevier BV; Volume: 15; Issue: 12 Linguagem: Francês

10.1016/0017-9310(72)90131-7

1879-2189

B. A. Kader, A. M. Yaglom,

Nanofluid Flow and Heat Transfer

The general method of Izakson and Millikan for the derivation of the well-known Prandtl-Nikuradse skin friction law is applied to the analysis of turbulent heat and mass transfer in pipes, channels, and boundary layers. The formula for the heat (or mass) transfer coefficient (or the Nusselt number) is obtained which contains the dimensionless coefficients of the universal logarithmic equations for the velocity and temperature profiles as parameters of the formula. One of these parameters is a universal function of Prandtl (or Schmidt) number and all the others are constants. The existing velocity and temperature profile measurements in various turbulent wall flows permit the determination of all the necessary coefficients with fair accuracy. The resulting calculations are in satisfactory agreement with numerous experiments on heat and mass transfer in pipes and boundary layers on a flat plate over the Prandtl (or Schmidt) number range from 6 × 10−3 to 106 and over two orders of magnitude of Reynolds (or Péclét) number variations. La méthode générale d'Izakson et Millikan pour l'obtention de la loi classique de Prandtl-Nikuradse pour le frottement superficiel est appliquée á l'analyse du transfert thermique et massique turbulent dans des tubes, des canaux et des couches limites. La formule donnant le coefficient (ou le nombre de Nusselt) de transfert thermique (ou massique) contient, en tant que paramétres, les coefficients sans dimension des équations logarithmiques universelles des profils de vitesse et de température. Un de ces paramétres est une fonction universelle du nombre de Prandtl (ou de Schmidt) et tous les autres sont des constantes. Les profils de vitesse et de température expérimentaux existants dans différents écoulements pariétaux turbulents permettent avec une bonne précision la détermination de tous les coefficients nécessaires. Les calculs qui en résultent sont en accord satisfaisant avec les nombreuses expériences sur le transfert thermique et massique dans des tubes et des couches limites sur plaque plane, pour un domaine de nombre de Prandtl (ou de Schmidt) compris en 6. 10−3 et 106 et pour une variation du nombre de Reynolds (ou Péclét) couvrant deux ordres de grandeur. Die allgemeine Methode von Izakson und Millikan zur Ableitung des bekannten Prandtl-Nikuradse-Reibungsgesetzes wird auf die Analyse der turbulenten Wärme- und Stoffübertragung in Rohren, Kanälen und Grenzschichten angewandt. Die abgeleitete Formulierung des Wärme (Stoff) übergangskoeffizienten (oder der Nusselt-Zahl) enthält als Parameter die dimensionslosen Koeffizienten der universellen logarithmischen Gleichung für die Geschwindigkeits- und Temperaturprofile. Einer dieser Parameter ist eine universelle Funktion der Prandtl-(oder Schmidt)Zahl und alle anderen sind Konstanten. Die vorhandenen Geschwindigkeits- und Temperatur-Profil-Messungen in verschiedenen turbulenten Wandströmungen erlauben die Festlegung aller notwendigen Koeffizienten mit guter Genauigkeit. Die resultierenden Ergebnisse sind in zufriedenstellender Übereinstimmung mit zahlreichen experimentellen Untersuchungen über den Wärme- und Stofftransport in Rohren und an Grenzschichten an einer, ebenen Platte für Prandtl-(oder Schmidt)Zahlen im Bereich von 6 × 10−3 bis 106 und über zwei Grössenordnungen der Reynolds-(oder Péclét)Zahl.