[工學(xué)]第5章對流換熱-文庫吧資料
2025-03-28 02:30本頁面
【正文】 u?? ??范寧 (Fanning)局部摩擦系數(shù)： 2 0 .6 6 41 Re2wfxcu?? ???流動邊界層與熱邊界層厚度之比： 13Prt?? ?求解的具體過程略 （ 層流邊界層 ） ? ? ? ?11321 / 2 1 30 .3 3 20 .3 3 2 Re Prxxuxhxax??????? ????????????局部表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)： 2022/4/14 6855 二 、 特征數(shù)方程 (準(zhǔn)則關(guān)聯(lián)式 、 準(zhǔn)則方程 ) 。 2022/4/14 48 (a ) 0??????yvxu(b ) )() 2222yuxuxpyuvxuu??????????????? ?? （(c ) )() 2222yvxvypyvvxvu??????????????? ?? （?? 11 221 1 1 11 1 11? ??（ ） （ ）2221 1 11? ? ? ?????（ ） （ ）2?1 ?2022/4/14 49 0?????? yvxu22)yuxpyuvxuu???????????? ?? （2222( ) ( d )t t t tu v ax y x y? ? ? ?? ? ?? ? ? ?221 1 1 1 1 11? ??（ ） （ ）2?22t t tu v ax y y? ? ???? ? ?2022/4/14 50 表明：邊界層內(nèi)的壓力梯度僅沿 x 方向變化，而邊 界層內(nèi)法向的壓力梯度極小。~ t“~” — 相當(dāng)于 2022/4/14 47 例： 二維 、 穩(wěn)態(tài) 、 強(qiáng)制對流 、 層流 、 忽略重力 u沿邊界層厚度由 0到 u?: 1~~ ?uu由連續(xù)性方程： 1~~ luxuyv ??????? ?~ v?2222t t t tu v ax y x y??? ? ? ?? ? ???? ? ? ???)())()22222222yvxvypFyvvxvuyuxuxpFyuvxuuyx??????????????????????????????????（（0?????? yvxux 與 l 相當(dāng)，即： 。1~t壁面特征長度 ： 。 三 、 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 ： 。 202200 ?? ?? mmxmmx ??邊界層內(nèi) ：平均速度梯度很大； y=0處的速度梯度最大 邊界層外 ： u? 在 y 方向不變化 ， ?u/?y=0 由牛頓粘性定律： yu??? ??速度梯度大，粘滯應(yīng)力大 粘滯應(yīng)力為零 — 主流區(qū) 2022/4/14 41 流場可以劃分為兩個(gè)區(qū)：邊界層區(qū) 與 主流區(qū) 邊界層區(qū) ：流體的粘性作用起主導(dǎo)作用，流體的運(yùn)動 可用粘性流體運(yùn)動微分方程組描述（ NS方程） 主流區(qū) ：速度梯度為 0， ?=0；可視為無粘理想流體； 歐拉方程 ——邊界層概念的基本思想 2022/4/14 42 流體 外掠平板 時(shí)的流動邊界層 臨界距離 ：由層流邊界層開始向紊流邊界層過渡的距離， xc 平板： 紊流邊界層： 臨界雷諾數(shù) ： Rec ??? cccxuxu ?? ???粘性力慣性力Re565 105Re 。???????????????????????????? ?2022/4/14 29 Φ導(dǎo)熱 + Φ對流 = ?H 微元體的能量守恒： 單位 時(shí)間內(nèi) 、 沿 x 方向熱對流傳遞到微元體的凈熱量： d x d yxutcdxxdxx pxxxxdxxx ?????????????????????????????)( ?單位 時(shí)間內(nèi) 、 沿 y 方向熱對流傳遞到微元體的凈熱量： d y d xyvtcdyydyy pyyyydyyy ?????????????????????????????)( ?d y d xy td x d yx t 2222??????? ??導(dǎo)熱2022/4/14 30 單位 時(shí)間內(nèi) 、 微元體內(nèi)焓的增量： d y d xyvtcd x d yxutc pp ???????? )( )( ??對流d x d ytctd x d y ctmc ppp ????? ????????Φ導(dǎo)熱 + Φ對流 = ?H 微元體的能量守恒： d x d ytcd y d xyvtcd x d yxutcd y d xy td x d yx t ppp ?????? ?????????????? )( )(22222022/4/14 31 ytvxtuyvxutytvxtuyvtytvxutxtuyvtxut??????????????????????????????????????????? )()(??????????????????????2222ytxtcytvxtutp???d x d ytcd y d xyvtcd x d yxutcd y d xy td x d yx t ppp ?????? ?????????????? )( )(22222222)( )( y tx tyvtcxutctc ppp ?????????????? ??????其中： 對流項(xiàng) 擴(kuò)散項(xiàng) 非穩(wěn)態(tài)項(xiàng) 2022/4/14 32 能量微分方程式 （ 常物性 、 無內(nèi)熱源 、 二維 、 不可壓縮牛頓流體 ） tadDt 2???柱坐標(biāo)下的能量微分方程式 （ 常物性 、 無內(nèi)熱源 、 二維 、 不可壓縮牛頓流體 ） 221pt t t t tu v rx r c r r r x???? ? ? ? ? ???? ? ? ???? ? ? ? ? ?????????????????????????2222ytxtcytvxtutp???2022/4/14 33 對流換熱微分方程組 （ 常物性 、 無內(nèi)熱源 、 二維 、 不可壓縮牛頓流體 ） ??????????????
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