【正文】 例 52 膜分離 海水淡化 問題探討 人工腎 反滲透脫鹽 平壁上層流時無因次濃度分布。 問題探討 擴(kuò)散和對流總是同時發(fā)生？ 例 51 工業(yè)廢氣處理 填料吸收塔 酸霧噴淋塔 ? ? ? ?A A A A Ax i y iN k x x k y y? ? ? ?理論發(fā)展：溶質(zhì)滲透、表面更新、渦旋模型 雙膜論 溶質(zhì)極易溶解于液相，為氣膜控制系統(tǒng)。 例 43 強(qiáng)制對流傳熱規(guī)律 ② 無量綱數(shù)的函數(shù)關(guān)系 h d Udfk?????????通過實(shí)驗(yàn)得函數(shù)關(guān)系 對氣體（ 20＜ Re ＜ 180000） ? ?N u f R e?N u R e? 0 . 60 . 3 7對 Pr≠1的流體 N u R e P r? 130 . 60 . 3 7問題探討 單個顆粒與顆粒群的傳熱對比 強(qiáng)制對流 固定床 課后思考 對流傳熱系數(shù)的相關(guān)變量有 ? ?N u f R e?? ?h f , , k , d ,U???，用焊接將其與小球連接，試分析對實(shí)驗(yàn)結(jié)果有何影響。 簡化：忽略顆粒內(nèi)部導(dǎo)熱熱阻，集總參數(shù)法。 處，湍流邊界層分離，又促使 hθ ↑。 處，邊界層分離， hθ ↑ ；原因是旋渦沖刷表面。 3. 圖示圓管局部傳熱系數(shù)隨 z變化關(guān)系，討論其規(guī)律。 問題探討 芯片冷卻速率 熱邊界層厚度 湍流 T Pr?? ? 1 3LLkh R e P rL?1 2 1 30 .6 6 4層流 分子熱量擴(kuò)散分子動量擴(kuò)散??aPr?? ?LL kh Re P rL?? 41530 .0 3 6 5 8 5 3課后思考 。技術(shù)員懷疑是管內(nèi)的傳熱系數(shù)變化所致。生產(chǎn)過程中，發(fā)現(xiàn) 減壓蒸發(fā)器出口皂基含水率升高。 壁面處導(dǎo)熱速率： rRTQ k Rd zr ???? ? ?? 2對流換熱速率： Q=h?2πRdz(TWTb) WbrRTh ( T T ) kr ??? ? ?? 問題探討 圓管層流換熱 細(xì)管好 ,還是粗管好 ? 對圓管層流換熱 恒 TW： Nu= 恒 qW： Nu= WWb rRTThk r T T????????????定義努塞爾數(shù) hDNu k?管殼式換熱器 板式換熱器 間壁式換熱器 工程上： Q = KAΔT 式中： K 稱傳熱系數(shù) 強(qiáng)化傳熱途徑： ①增大 A，②提高 ΔT， ③強(qiáng)化 K。 熱對流 熱輻射 TqC? ???????40 100ε: 黑度，由實(shí)驗(yàn)測得，其值為 0~1 C0: 黑體輻射系數(shù)，其值為 [W/m2K]， 通常由實(shí)驗(yàn)測定。K] : 溫度梯度 [K/m] 負(fù)號表明熱量由高溫傳向低溫。 例 41 熱水瓶保溫 例 42 芯片散熱 增大傳熱面積 提高傳熱系數(shù) 減小接觸熱阻 傅立葉定律 xdTqkdx?? 熱傳導(dǎo) dTdxqx : 導(dǎo)熱通量 [J/m2 ③ .動力學(xué)特征：流動狀態(tài) （ 層流 、 湍流 ） 等 。 課后思考 “麻子球”，而不是光滑球 ？ 8. 流體流經(jīng)圖示彎管時的阻力稱局部阻力 ,其形狀與邊界層分離有何關(guān)系 ? 第四章 熱量傳遞 影響因素： ① .物性特征： ρ 、 k、 CP 、 μ 等 。 ⑤ .湍流區(qū)： Re↑ ， CD↑ 。 ④ .阻力危機(jī)區(qū)：當(dāng) Re≈ 3 105 時，層流邊界層轉(zhuǎn)變?yōu)橥牧鬟吔鐚臃蛛x。兩側(cè)交替，對稱，有周期地釋放旋渦。 兩者相對大小取決于： 定義： DDACU??212DC Re?24A 迎流投影面 繞球爬流（ Re1）：斯托克斯阻力定律 D R U??? 6問題探討 落球法測粘度 ? ?stgdu??? ?? 218 阻力系數(shù) ① .爬流區(qū)：無尾流。 繞球邊界層分離 邊界層分離條件 層流邊界層分離 湍流邊界層分離 失速 xydudy ? ?0 0 繞流阻力 — 阻力系數(shù) 阻力機(jī)理 τ 摩擦阻力 DF ； 與接觸面有關(guān)。 ⑧ . 流型會轉(zhuǎn)變： x xc時，層流 → 湍流。 ⑥ . 慣 、 粘同量級：慣性力與粘性力在邊界層內(nèi)量級相當(dāng)。 ⑨ . 逆壓，失速會分離（繞曲面流動時的表現(xiàn)）。 ④ . 增： x↑ ， δ↑ 。 特點(diǎn) ① . 慢：邊界層內(nèi) ux U0 ，壁面 ux = 0 。若用水量增加十倍，水管道管徑應(yīng)增加幾倍？ ， 油品密度 800kg/m粘度 ，輸油管道內(nèi)徑 。已知： μ= 10–， ρ=1000kg/m3 。τ L 粘性應(yīng)力。但頻率極高，幾百次 /s。 畢托管測速 湍流理論 時均模型 x x xu u u ???ttxxtu u d tt???? ?1 湍流 特性 ① . 脈動性 ② . 有旋性 ③ .擴(kuò)散性 ④ . 間歇性 ⑤ . 擬序性 ⑥ 耗能性 湍流混合層中的渦結(jié)構(gòu) 脈動值 171。 壓降與長度成正比，有 da??定義 LpUD??? ? ? 212DU Re?????64 64Δ p Dλ=LρU 212摩擦阻力系數(shù) 對數(shù)坐標(biāo) DUf ??????????課后思考 畢托管測量圓管內(nèi)流體流量 ？ 畢托管測速安裝需注意哪些問題？ 度 ut的無量綱數(shù)。 解決方案： ① 管流壓降與相關(guān)變量的函數(shù)關(guān)系； ② 管流壓降無量綱數(shù)的函數(shù)關(guān)系。 VRVR????????422113 . 3解：設(shè)流動為層流 LppRVL???? 4 08例 31 煤氣管道安裝 課后思考 ？ 最大速度與 截面平均速度的比值 ？ 2. 奧氏粘度計(jì)和烏氏粘度計(jì)測量粘度的原理？使用中應(yīng)注意哪些問題 ？ 管道沿程阻力 —壓降 LpUD? ? ???212 Re? ?64摩擦阻力系數(shù) zzWrRduupdr? ? ???? ???zzzWr R r Rd u d ur U UuUR d r R d r R???????? ? ? ? ? ? ????? ??224421? ?LWp p D D L? ? ?? ? ? ?20 14LWL U L Lp p p UD D R e D?? ? ?? ? ? ? ? ? 20 24 3 2 6 4 12 流場顯示 示蹤法 光學(xué)法 研究流體流動的實(shí)驗(yàn)方法 速度測試 激光測速儀 熱絲 (膜 )流速儀 畢托管測速 例 32 粒子成像測速儀 PIV 量綱分析 物理方程量綱和諧 基本量綱 導(dǎo)出量綱 質(zhì)量 [M]、長度 [L]、時間 [T] 、溫度 [K] 速度 [LT1]、粘度 [ML1T1]、力 [MLT2]等 無量綱數(shù) DURe ???雷諾數(shù) hLNu k?努塞爾數(shù) 等 考察對象：牛頓流體在長直光滑水平圓管 中作定常層流流動。 ，一不小心滑落，水管會安靜地躺在地上嗎？ 層流 湍流 分子傳遞 拋物面 渦流傳遞 對數(shù) 雷諾試驗(yàn) 流動狀態(tài) — 層流 與 湍流 m axUu1=2 m a xUu ? 0 .8第三章 動量傳遞 流動狀態(tài)的判別 — 雷諾數(shù) Re Re ??? 流體密度 特征尺度 特征速度 流體粘度D U D URe ?????判據(jù)： 對圓管流動： Re 2100