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正文內(nèi)容

[西安交通大學]高等傳熱學chap(編輯修改稿)

2024-11-15 03:37 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡介】 39。P r 39。 0 P r39。dd f fdd ????? ? ? ? ? ??0Pr139。 fdce? ?? ???0Pr120fdc e d c?? ? ?? ?? ? ??2 0c ?01 Pr01fdced?? ?? ????? ?00Pr0Pr0P r ,fdfdedFed??? ??????? ??? ? ????高等傳熱學 Advanced Heat Transfer 39。39。 P r 39。 0f? ? ? ?Pr=1 ? ? ?239。39。39。 39。39。 1 39。 0f ff f?? ? ? ?Pr=1,β=0 高等傳熱學 Advanced Heat Transfer 壁面熱流: , 0,xwx yxThT T y?? ??????00,()12xyxh uxdmy d x?? ? ??????? ? ? ????????0dd ?? ?? ?? ?1200Re1 , R e , P r2 e x p ( P r )xxxxhx mN u f mfd d?? ????? ? ????01 Pr01fdced?? ?? ????? ? mu x cx? ? 12mxhx??120 , 0 , xm h x? ?? ? ?1 , 1 , xm h c o n s t? ? ? ?高等傳熱學 Advanced Heat Transfer ?0pNuNu1?Pr高等傳熱學 Advanced Heat Transfer 應用邊界層概念應注意的問題 : (1)上述邊界層概念及分析是以沿平板的無界外部流動為例進行介紹的,內(nèi)部流動的邊界層情況不同 (2)在平板前緣很短的一段距離內(nèi),邊界層理論不適用 (3)若出現(xiàn)邊界層脫體,或發(fā)生回流情況,邊界層的特性也將改變 高等傳熱學 Advanced Heat Transfer 通過引入適當?shù)南嗨谱兞浚儞Q邊界層動量方程,能量方程與邊界條件,消除其對 x的依賴關系,將偏微分方程 轉(zhuǎn)化為 常微分方程 。 但相似解存在條件苛刻。 求解不相似層流邊界層問題 數(shù)值求解,將偏微分方程離散成代數(shù)方程 局部相似解和局部不相似解 邊界層積分方程 對于工程實際情況,復雜壁面,復雜 BC,任意變化的位流速度,依賴于近似解;但積分方程所包含的動量、熱量以及質(zhì)量傳遞信息比邊界層微分方程要少,近年來已被高精度的數(shù)值計算所代替。 高等傳熱學 Advanced Heat Transfer 167。 33 Integral Equation 一 、 邊界層積分方程組 邊界層微分方程 :要求對邊界層內(nèi)每一個微元體都滿足守恒定律 邊界層積分方程 :對包括固體邊界及邊界層外邊界在內(nèi)的有限大小的控制容積滿足動量及能量守恒定律即可。 高等傳熱學 Advanced Heat Transfer 能量平衡 0Hxpc T u d y??? ? xx x xd xdx????? ? ? ?? ?0HFp dc T u d y xdx??????0WyTxy?? ??? ? ??x x x W F? ? ? ??? ? ? ?00()Hydtt t u d y ad x y? ?????? 00 )( ?? ?????yytadyuttdxd td000( ) ( )yduduu u u d y u u d yd x d x ydd ??????? ? ? ????00)(?? ?????yyudyuuudxd ?d? ?0 Hx x x pd c Tu d y xdx? ? ??? ? ? ??高等傳熱學 Advanced Heat Transfer : (1)由有限控制體方法推導積分方程時,只要求在其研究的區(qū)域內(nèi)以整體方式滿足守恒方程,而不像微分方程要求在其區(qū)域內(nèi)每一點上滿足守恒方程。 (2)從數(shù)學上看,對于由微分方程得到的積分方程,滿足原微分方程的解一定滿足積分方程,而滿足積分方程的解不一定滿足原微分方程(弱解) (3)積分方程忽略了 v方向的動量和能量的變化,因此積分方程包含的流場和溫度場的信息比各自相應的邊界層微分方程要少。 (4)積分方程不能給出求解區(qū)域上每一點速度、溫度分布的精確結(jié)果。 高等傳熱學 Advanced Heat Transfer : (1)針對包括固體邊界及邊界層外邊界在內(nèi)的有限大小的控制容積,建立邊界層積分方程 (對有限大小的控制容積建立動量及熱量平衡 /對邊界層微分方程作積分 ) (2)對邊界層內(nèi)的速度和溫度分布作出假設,常用的函數(shù)形式為多項式 (3)利用邊界條件確定速度和溫度分布中的常數(shù),然后將速度分布和溫度分布代入積分方程,解出 d和 dt的計算式 (4)根據(jù)求得的速度分布和溫度分布計算固體邊界上的 00fyyut c N uyy???? ???及和高等傳熱學 Advanced Heat Transfer 00 )(?? ?????yytadyuttdxd td能量積分方程: 動量積分方程: 00 )(?? ?????yyudyuuudxd ?d兩個方程, 4個未知量: u, t, d, dt 。要使方程組封閉,還必須補充兩個有關這 4個未知量的方程。這就是關于 u 和 t 的分布方程。 231 1 1 1u a b y c y d y? ? ? ?232 2 2 2t a b y c y d y? ? ? ?高等傳熱學 Advanced Heat Transfer 00 )(?? ?????yyudyuuudxd ?d23u y y ya b c du d d d?? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?220:0 : 0 , 0: , 0yyBCuyuyuy u uydd????? ? ???? ? ??32123 ??????????????? ddyyuu32,0,0 . 3 2 3wxyxuuy x? ? ????????1, 222 0 .6 4 6 R ewxfx xc u?????? 4Re xxd ?14013d dxu?dd???高等傳熱
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