化工传递过程第六章能量传递概论与能量方程课件

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x方向

z方向

y方向用应力表示的运动方程：-粘性流体的运动微分方程

（Navier-Stokes方程）可以写成向量方程：-对于不可压缩流体:-第三节、边界层积分动量方程一、推导-卡门边界层积分动量方程--距平板前缘x处的局部范宁摩擦因数f为：当平板宽度为b，长度为L时流体对壁面所施加的总曳力为：平均曳力系数为：与精确解比较：-第二篇热量传递第六章热量传递概论与能量方程第七章热传导第八章对流传热-第六章热量传递概论与能量方程热量传递重要意义：热量传递与动量、质量传递有密切关系：（通量）＝—（扩散系数）×（浓度梯度）ν，α，DAB

分别称为动量扩散系数、热量扩散系数和质量扩散系数-第一节、热量传递的基本方式一、

热传导（又称导热）（conduction）：热量不依靠宏观混合运动而从物体中的高温区向低温区移动的过程热传导可发生在物体内部或直接接触的物体之间1）傅立叶定律（Fourier’sLaw）——描述热传导现象的物理定律：-二、对流传热（convection）对流传热仅发生在流体中，因此它与流体的流动状态密切相关。流体中质点发生相对位移而引起的热交换。牛顿冷却定律——对流传热基本方程式强制对流（forcedconvection）自然对流（naturalconvection-三、热辐射（又称辐射）（radiation）因热的原因而产生的电磁波在空间的传递。斯蒂芬（Stefan）—玻尔兹曼（Boltzmann）定律——描述热辐射的基本定律-第二节、能量方程能量守衡（热力学第一定律）

一、能量方程的推导体系能量的变化＝体系吸收的热—对环境所做的功。-拉格朗日观点，取微元，跟随观察某一瞬时，微元体质量为ρdxdydz:流体内能增长率＝加入流体微元的热速率＋表面应力对流体微元所做功zxydzdxdy(x,y,z)-（一）、向流体微元加入的热速率加入的热能：①由环境导入流体的热能；（辐射？对流？）②流体微元内部所释放，如化学反应、核反应等，用表示，单位为J/m3.s。zxydzdxdy(x,y,z)在x方向，经微元体左侧表面导入的热流速率为：输入：净输入：输出：

-y方向：z方向：

导入导出净输入zxydzdxdy(x,y,z)-微元体总的净输入的热速率：假定流体各向同性导热：-∵流体得到的热量＝净传入流体微元的热速率＋流体微元内化学反应等放出的热-负号表示压力p方向与微元表面法向方向相反。（二）表面应力对流体微元所做的功率1、压力使体积发生形变：膨胀或压缩膨胀功率2、粘性应力产生摩擦热Φ（J/m3.s)-能量方程-补：能量方程的另一形式（有时间就看看）内能U与焓H的关系为：-二、能量方程的特定形式不可压缩流体的对流传热无内热源时，＝0,同时假设Φ＝0Φ＝0-对比上两式得：这就是不可压缩流体中对流传热的能量方程-二、固体中的导热固体内部，无宏观运动，-（Poisson方程）（Laplace方程）-柱坐标和球坐标系的能量方程

（不可压缩流体对流传热）柱坐标：-球坐标：-补充例题：①试利用圆筒形薄壳衡算，推导在无内热源的条件下，固体沿r方向作一维不稳态导热的热传导方程。假设物体的物性值恒定（类似书31页例1-7）；②试利用柱坐标下的能量方程导出这一条件下的结果。-要点总结热量传递的基本方式；能量方程的推导；能量方程的简化。-作业P1321,2,3,4,5作业提示！1、不能化简，要直接推导，不考虑内热源；2、粘性流体层流，说明可忽略摩擦热；3