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傳熱學(xué)第五章ppt課件(參考版)

2025-05-09 00:44本頁面
  

【正文】 近似解,簡單容易??ㄩT提出了邊界層動量積分方程。(0~ ???? tx 與 l 相當(dāng),即: )。1(0~t壁面特征長度: )。 第五章 對流換熱 34 數(shù)量級分析: 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: 主流速度: )。 層流底層內(nèi)的速度梯度和溫度梯度遠(yuǎn)大于湍流核心; (d) 在層流邊界層與層流底層內(nèi) , 垂直于壁面方向上的熱量傳遞主要靠導(dǎo)熱 。 熱邊界層 : 溫度梯度 較大 , 熱量擴(kuò)散的主要區(qū)域 (c) 流態(tài):邊界層分為 層流邊界層 和 湍流邊界層 。 邊界層的傳熱特性: 第五章 對流換熱 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 對流換熱 33 綜上所述 , 邊界層具有以下特征: (a) t l?? ??、 (b) 流場劃分為 邊界層區(qū) 和 主流區(qū) 。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 對流換熱 29 流動邊界層的幾個(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) 流場可以劃分為邊界層區(qū)與主流區(qū) 第五章 對流換熱 30 邊界層概念也可以用于分析其他情況下的流動和換熱: 如: 流體在管內(nèi)受迫流動、流體外掠圓管流動、流體在豎直壁面上的自然對流 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) , 會產(chǎn)生溫度梯度很大的溫度邊界層 ( 熱邊界層 ) 第五章 對流換熱 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 。 2 0 01 0 0 ?? ?? mmxmmx ??邊界層內(nèi): 平均速度梯度很大; y=0處的速度梯度最大 速度發(fā)生明顯變化的流體薄層。 原則上 , 方程組對于滿足上述假定條件的對流換熱 ( 強(qiáng)迫 、 自然 、 層流 、 湍流換熱 ) 都適用 。 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)動物體的能量微分方程式 。 稱為定性溫度 。 定性溫度: 體脹系數(shù)影響影響自然對流換熱 。 流體的粘度影響速度分布與流態(tài) , 因此影響對流換熱; 第五章 對流換熱 10 ( 5) 體脹系數(shù) ?V, K- 1。 :湍流比層流對流換熱強(qiáng)烈 (3) 流體有無相變 沸騰換熱 凝結(jié)換熱 第五章 對流換熱 9 (4) 流體的物理性質(zhì) 1) 熱導(dǎo)率 ?, W/(m?K), ?愈大 , 對流換熱愈強(qiáng)烈; 2) 密度 ?, kg/m3 3) 比熱容 c, J/(kg?K)。 1xAh h d AA? ? 對于局部對流換熱, ? ?wfxx xq h t t??? ?)CmW 2 ??(處局部表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)壁面— xh x第五章 對流換熱 7 3. 對流換熱的影響因素 影響流體導(dǎo)熱和對流的所有因素 主要有以下五個(gè)方面: (1)流動的起因: 影響流體的速度分布與
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