Целью работы является исследование процесса установившегося конвективного теплопереноса с учетом фактора диссипации в плоском канале вязкопластической жидкости. Для описания неньютоновского поведения рабочей среды использовалась реологическая модель, учитывающая проявление эффекта «отвердевания». Аналитическим методом разделения переменных решена задача установившегося конвективного теплопереноса. В соответствии с гидродинамической моделью течения предполагалось, что при перепаде давления, превышающем некоторое пороговое критическое значение, такая жидкость может демонстрировать проявление эффекта «отвердевания». Суть этого эффекта заключается в том, что при приближении скорости сдвига к соответствующему пороговому значению происходит аномально высокое нарастание вязкости жидкости. В этом случае допустимо полагать, что внутри канала формируются зона пластического течения, зона вязкого течения, а также зона, заполненная материалом «отвердевшей» жидкости. Тепловая часть задачи рассматривалась для каждой из этих трех зон течения по отдельности. На смежных границах зон ставились условия сопряжения температуры и тепловых потоков. Получены распределения температурных полей для каждой из трех зон плоского канала с учетом фактора диссипации механической энергии. Проведен анализ особенностей формирующихся температурных полей и показано, что в зоне сдвигового течения в окрестности с границей зоны «отвердевшей» жидкости распределение температуры достигает максимального значения.

The aim of the work is to investigate the process of steady-state convective heat transfer taking into account the dissipation factor in a flat channel of a viscoplastic fluid. To describe the non-Newtonian behavior of the working medium, a rheological model was used that takes into account the manifestation of the «solidification» effect. The problem of steady-state convective heat transfer is solved by the analytical method of separation of variables. In accordance with the hydrodynamic flow model assumed that at a differential pressure exceeding a critical threshold value, such liquid can demonstrate expression of the effect of «solidification». The essence of this effect lies in the fact that when the shear rate approaches the corresponding threshold value, an abnormally high increase in the viscosity of the liquid occurs. In this case, it is permissible to assume that three characteristic zones are formed inside the channel: a zone of plastic flow, a zone of viscous shear flow, and also a zone filled with the material of «solidified» liquid. The thermal part of the problem was considered for each of these three flow zones separately the conditions for conjugation of temperature and heat fluxes were set at the adjacent boundaries of the zones. The distributions of temperature fields for each of the three zones of the flat channel with regard to the factor of dissipation of mechanical energy are obtained. The analysis of peculiarities of forming temperature fields is carried out and it is shown that in shear flow zone in vicinity with boundary of «solidified» liquid zone temperature distribution reaches maximum value.