附面层分析ppt课件

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(forced convection,自然对流(natural convection,混合对流(mixed convection,凝结换热:(condensation heat transfer,熔化换热(melting heat transfer) 凝固换热(solidification heat transfer) 升华换热(sublimation heat transfer) 凝华换热（sublimation hea

2、t transfer,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:(boiling heat transfer,2. 流体有无相变,层流流动换热(laminar heat transfer) 湍流流动换热(turbulent heat transfer,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(flow in ducts ) 外部绕流(around vertical plant,5. 流体物性,流体密度、动力黏度 导热系数、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

3、,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(boundary layer thickness): 达到主流速度的99%处至固体壁面的垂直距离,流动边界层的特点,1) 有层流(laminar flow),紊流(turbulent flow)之分. 分界点 Rec

4、=3X1053X106,一般 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) x (L) L (4) 流场分为: 主流区 (undisturbed flow regime)(potential) 边界层区(boundary regime,假如流体的温度为t (ttw ),将有热量传递。 定义: 在壁面附近温度发生显著变化的薄层. 热边界层的厚度: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thermal boundary layer,普朗特数(Prandt

5、l number,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=0.64000 空气： Pr=0.61 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(local heat transfer coefficient,平均对流换热系数(average heat transfer coefficient,以后除非特殊声明外,

6、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 Laminar region x (x) h (x) 导热 Transition region 扰动 h(x) Turbulent region 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(Newtonian fluid),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