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文档简介

第四章非耦合外部层流边界层的换热和传质 能源与环境学院2011 12 主要内容 4 1纵向绕流平壁的换热4 2纵向绕流楔形物体的换热4 3壁面有抽吸核喷注时的换热 4 1纵向绕流平壁的换热 1 物理模型 假设 常物性 无内热源 忽略体积力 忽略粘性耗散 二维稳态边界层数学模型 2 数学模型 3 速动方程求解 相似变量 引入流函数 龙格 库塔数值计算 H Blasius方程 平壁层流边界层中速度分布 速度场结果分析 摩擦阻力系数 信息 4 温度方程求解 相似变量 无量纲温度 E Pohlhausen方程 温度场结果分析 纵向绕流平壁时得无量纲温度分布 热边界层厚度 温度场结果分析 壁面热流 局部换热系数 局部Nux 温度场结果分析 4 2纵向绕流楔形物体的换热 假设 常物性 稳态 二维流动 低速层流 1 物理模型 控制方程 边界条件 2 数学模型 动量方程 边界条件 V M Falkner和S W Skan方程 3 速度方程求解 速度场结果分析 加速流动 顺压力梯度 边界层厚度薄 减速流动 逆压力梯度 边界层厚度厚 出现回流现象 切向速度 法向速度 边界层厚度 速度场结果分析 4 温度方程求解 温度分布为 温度结果分析 壁面热流qw x 局部对流换热系数hx 局部努塞尔数Nux 无量纲温度分布 楔形角对描述换热特征的无量纲温度分布的影响并不十分明显 相对 而言 Pr数对温度分布的影响要大得多 温度结果分析 温度结果分析 温度结果分析 4 3壁面有抽吸和喷注时的换热 基本概念 流体从边界层中吸出 避免边界层分离 降低流动阻力 流体通过壁面吹进边界层中 保护壁面不受高温侵蚀 薄膜冷却 假设 抽吸和喷注的量很小 流动仍满足边界层理论的简化条件 喷注流体与主流流体相同 壁面温度与抽吸或喷注流体的温度相同 1 物理模型 控制方程 边界条件 2 数学模型 求解 喷注参量 3 结果分析 无量纲速度分布 喷注使流动边界层增厚 抽吸使流动边界层减薄 喷注参量超过0 619后 边界层被横向 吹
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