傳熱學(xué)第五章ppt課件(完整版)
【正文】 ? ? ??? ? ? ?????????2222ttxy????????????? 4個(gè)微分方程含有 4個(gè)未知量 (u、 v、 p、 t)， 方程組封閉 。 ?c反映單位體積流體熱容量的大小 ， 其數(shù)值愈大 ， 對(duì)流換熱愈強(qiáng)烈； 4） 動(dòng)力粘度 ?， Pa?s；運(yùn)動(dòng)粘度 ?＝ ?/?， m2/s。 第五章 對(duì)流換熱 2 1 對(duì)流換熱的性質(zhì) ● 對(duì)流換熱實(shí)例： 1) 暖氣管道 。 1xAh h d AA? ? 對(duì)于局部對(duì)流換熱， ? ?wfxx xq h t t??? ?)CmW 2 ??（處局部表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)壁面— xh x第五章 對(duì)流換熱 7 3. 對(duì)流換熱的影響因素 影響流體導(dǎo)熱和對(duì)流的所有因素 主要有以下五個(gè)方面： (1)流動(dòng)的起因： 影響流體的速度分布與溫度分布。 稱為定性溫度 。103~103Re ????? cc 取粘性底層（層流底層） ?? ux cc ?Re邊界層的流態(tài)： 層流邊界層 、 過渡區(qū) 、 湍流邊界層 第五章 對(duì)流換熱 29 流動(dòng)邊界層的幾個(gè)重要特性 (1) 邊界層厚度 ? L (2) 邊界層內(nèi)存在較大的速度梯度 (3) 邊界層流態(tài)分層流與湍流；湍流邊界層緊靠壁面處仍有層流特征，粘性底層（層流底層） (4) 流場(chǎng)可以劃分為邊界層區(qū)與主流區(qū) 第五章 對(duì)流換熱 30 邊界層概念也可以用于分析其他情況下的流動(dòng)和換熱： 如： 流體在管內(nèi)受迫流動(dòng)、流體外掠圓管流動(dòng)、流體在豎直壁面上的自然對(duì)流 等 邊界層理論的基本論點(diǎn) 2 熱邊界層 當(dāng)壁面與流體間有溫差時(shí) ， 會(huì)產(chǎn)生溫度梯度很大的溫度邊界層 （ 熱邊界層 ） 第五章 對(duì)流換熱 31 Tw ????????????? ,0 ,0wtwwTTyTTy?t — 熱邊界層厚度 ?與 ?t 不一定相等 在層流邊界層內(nèi)垂直于壁面方向上的熱量傳遞主要依靠導(dǎo)熱 。 第五章 對(duì)流換熱 34 數(shù)量級(jí)分析： 忽略高階小量 3 邊界層換熱微分方程組 5個(gè)基本量的數(shù)量級(jí)： 主流速度： )。 近似解，簡(jiǎn)單容易。1(0~t壁面特征長(zhǎng)度： )。 邊界層的傳熱特性： 第五章 對(duì)流換熱 32 層流 ：溫度呈拋物線分布 ? 與 ?t 的關(guān)系 ：分別反映流體分子和流體微團(tuán)的動(dòng)量 和熱量擴(kuò)散的深度 故：湍流換熱比層流換熱強(qiáng)！ 湍流邊界層貼壁處的溫度梯度明顯大于層流 湍流 ：溫度呈冪函數(shù)分布 Lwtw yTyT,?????????????????????) ( Pr 31 ??? ? 層流、?? tPra? ?普朗特?cái)?shù) 第五章 對(duì)流換熱 33 綜上所述 ， 邊界層具有以下特征： (a) t l?? ??、 (b) 流場(chǎng)劃分為 邊界層區(qū) 和 主流區(qū) 。 若 u=v=0 2t at?? ???導(dǎo)熱微分方程式 導(dǎo)熱微分方程式實(shí)質(zhì)上就是內(nèi)部無宏觀運(yùn)動(dòng)物體的能量微分方程式 。 ：湍流比層流對(duì)流換熱強(qiáng)烈 (3) 流體有無相變 沸騰換熱 凝結(jié)換熱 第五章 對(duì)流換熱 9 (4) 流體的物理性質(zhì) 1） 熱導(dǎo)率 ?， W/(m?K)， ?愈大 ， 對(duì)流換熱愈強(qiáng)烈； 2） 密度 ?， kg/m3 3） 比熱容 c， J/(kg?K)。第五章 對(duì)流換熱 1 第五章 對(duì)流換熱 對(duì)流換熱是流體與所流經(jīng)的固體表面間的熱量傳遞現(xiàn)象 。 強(qiáng)迫對(duì)流換熱 自然對(duì)流換熱 第五章 對(duì)流換熱 8 (2) 流動(dòng)的狀態(tài) 層流 湍流 ：主要靠分子擴(kuò)散（即導(dǎo)熱）。 11ppvv t t? ? ??? ? ?
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