附面层分析ppt课件.ppt

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1、牛顿冷却公式或对于面积为A的接触面其中t为换热面积A上的平均温差.约定q及总是取正值,因此t及tm也总是取正值.对流换热对流换热的影响因素1.流动起因强制对流(forcedconvection自然对流(naturalconvection混合对流(mixedconvection)凝结换热:(condensationheattransfer)熔化换热(meltingheattransfer)凝固换热(solidificationheattransfer)升华换热(sublimationheattrans

2、fer)凝华换热（sublimationheattransfer）单相介质传热:对流换热时只有一种流体.相变换热:传热过程中有相变发生.相变换热有分为:沸腾换热:(boilingheattransfer)2.流体有无相变层流流动换热(laminarheattransfer)湍流流动换热(turbulentheattransfer)3.流体流动状态4.换热表面的几何形状及粗糙度管内(槽道内)流动(flowinducts)外部绕流(aroundverticalplant)5.流体物性流体密度、动力黏度导热系数、

3、比热容等无滑移边界条件令上两式相等则有则对流传热的基本公式化(h的确定方式)1.初始条件2.边界条件:第一类边界条件,规定边界上流体的温度分布.第二类边界条件,给定边界上加热或冷却流体的热流密度.为何不用第三类边界条件？定解条件：解析解：解微分方程组数值解：:用计算机实验方法（理论分析法与实验相结合）比拟法求解方法：第七章附面层分析1.流动(速度)边界层：靠近壁面处流体速度发生显著变化的薄层§7-1边界层的概念边界层的厚度(boundarylayerthickness):达到主流速度的99%处至固体壁面的垂

4、直距离流动边界层的特点(1)有层流(laminarflow),紊流(turbulentflow)之分.分界点Rec=3X105~3X106,一般可取Rec=5X105在湍流区,贴壁面还有一极薄的层流底层（粘性底层）(2)=(x)x(x)(3)(x)<

5、度:过余温度=t-tw=0.99(t-tw)至壁面的距离t边界层的特点:与流动边界层相同2.热边界层(温度边界层thermalboundarylayer)普朗特数(Prandtlnumber)3.流动边界层与热边界层比较粘性扩散=热扩散常见流体：Pr=0.6~4000空气：Pr=0.6~1液态金属较小：Pr=0.01-0.001数量级粘性扩散>热扩散粘性扩散<热扩散(1).利用它可以简化方程.(2).定性分析传热过程4.边界层的作用.平板温度场t=t(x,y)故h=h(x)既换热表面不同位置的对流换热

6、系数不同,故将h(x)称为在x处的局部对流换热系数.局部对流换热系数(localheattransfercoefficient).平均对流换热系数(averageheattransfercoefficient)以后除非特殊声明外,我们所说的对流换热系数皆指平均对流换热系数,以h表示.h(x)规律说明Laminarregionx(x)h(x)导热Transitionregion扰动h(x)Turbulentregion湍流部分的热阻很小,热阻主要集中在粘性底层中.由上述分析可见,边界层控制着传热过

7、程,故一些研究人员试图通过破坏粘性底层来达到强化传热的目的,并取得了一些成果.常物性不可压缩流体掠过平壁，忽略粘性耗散二维稳态流动常物性不可压缩流体掠过平壁，忽略粘性耗散二维稳态流动二、边界层微分方程组牛顿流体(Newtonianfluid),常物性,无内热源,耗散不计,稳态,二维,略去重力.定性分析已知：u，T，l的数量级为0(1)v，，t的数量级为0(）的数量级全为1，则这样可以对微分方程组进行简化(数量级一致）x方向的动量扩散可以忽略x方向的导热可以忽略，最后得到其中dp/dx是已知量，可由主

8、流区理想流体的Bernoulli方程确定（忽略重力或平面流动）边界条件：