第五章 對(duì)流傳熱的理論基礎(chǔ)

1、第五章第五章對(duì)流傳熱的理論基礎(chǔ)對(duì)流傳熱的理論基礎(chǔ)對(duì)流換熱應(yīng)用背景介紹對(duì)流換熱應(yīng)用背景介紹工程上流體流過(guò)一個(gè)物體的表面的時(shí)的熱量傳遞過(guò)程，叫做對(duì)流工程上流體流過(guò)一個(gè)物體的表面的時(shí)的熱量傳遞過(guò)程，叫做對(duì)流換熱。工程上利用這種換熱方式來(lái)實(shí)現(xiàn)許多裝置的熱交換問(wèn)題。換熱。工程上利用這種換熱方式來(lái)實(shí)現(xiàn)許多裝置的熱交換問(wèn)題。 自然界中的種種對(duì)流現(xiàn)象強(qiáng)制對(duì)流與自然對(duì)流電子器件冷卻沸騰換熱原理空調(diào)蒸發(fā)器、冷凝器動(dòng)物的身體散熱5-1 對(duì)流傳熱概說(shuō)對(duì)流傳熱概說(shuō)l自然界普遍存在對(duì)流換熱，它比導(dǎo)熱更復(fù)雜。自然界普遍存在對(duì)流換熱，它比導(dǎo)熱更復(fù)雜。l到目前為止，對(duì)流換熱問(wèn)題的研究還很不充分。到目前為止，對(duì)流換熱問(wèn)題的研究還

2、很不充分。(a) (a) 某些方面還處在積累實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的階段；某些方面還處在積累實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的階段；(b) (b) 某些方面某些方面研究比較詳細(xì)，但由于數(shù)學(xué)上的困難；使得在工程上研究比較詳細(xì)，但由于數(shù)學(xué)上的困難；使得在工程上可應(yīng)用的公式大多數(shù)還是經(jīng)驗(yàn)公式（實(shí)驗(yàn)結(jié)果）可應(yīng)用的公式大多數(shù)還是經(jīng)驗(yàn)公式（實(shí)驗(yàn)結(jié)果）對(duì)流傳熱系數(shù)大致數(shù)值范圍對(duì)流傳熱系數(shù)大致數(shù)值范圍1 對(duì)流換熱的定義和性質(zhì)對(duì)流換熱的定義和性質(zhì)對(duì)流換熱是指流體流經(jīng)固體時(shí)流體與固體表面之間的對(duì)流換熱是指流體流經(jīng)固體時(shí)流體與固體表面之間的熱量傳遞現(xiàn)象熱量傳遞現(xiàn)象 對(duì)流換熱實(shí)例：對(duì)流換熱實(shí)例：1) 1) 暖氣管道暖氣管道; ; 2) 2) 電子器件冷電

3、子器件冷卻；卻；3)3)電風(fēng)扇電風(fēng)扇 對(duì)流換熱與熱對(duì)流不同，既有熱對(duì)流，也有導(dǎo)熱；對(duì)流換熱與熱對(duì)流不同，既有熱對(duì)流，也有導(dǎo)熱；不是基本傳熱方式不是基本傳熱方式(1)(1)流體的宏觀運(yùn)動(dòng)流體的宏觀運(yùn)動(dòng) + + 微觀的導(dǎo)熱，導(dǎo)熱與熱對(duì)流微觀的導(dǎo)熱，導(dǎo)熱與熱對(duì)流同時(shí)存在的復(fù)雜熱傳遞過(guò)程同時(shí)存在的復(fù)雜熱傳遞過(guò)程(2) (2) 必須有直接接觸（流體與壁面）和宏觀運(yùn)動(dòng)；必須有直接接觸（流體與壁面）和宏觀運(yùn)動(dòng)；也必須有溫差也必須有溫差(3) (3) 由于流體的粘性和受壁面摩擦阻力的影響，緊由于流體的粘性和受壁面摩擦阻力的影響，緊貼壁面處會(huì)形成速度梯度很大的邊界層貼壁面處會(huì)形成速度梯度很大的邊界層對(duì)流換熱的對(duì)

4、流換熱的機(jī)理與通過(guò)緊靠換熱面的薄膜層的熱傳導(dǎo)有關(guān)。機(jī)理與通過(guò)緊靠換熱面的薄膜層的熱傳導(dǎo)有關(guān)。2 對(duì)流換熱的特點(diǎn)對(duì)流換熱的特點(diǎn)3 對(duì)流換熱的基本計(jì)算式對(duì)流換熱的基本計(jì)算式W )(tthAw2mW )( fwtthAq牛頓冷卻式: 只是對(duì)流換熱系數(shù)的一個(gè)定義式，它并沒(méi)有揭示只是對(duì)流換熱系數(shù)的一個(gè)定義式，它并沒(méi)有揭示 與影響它的各物理量間的內(nèi)在關(guān)系，研究對(duì)流換熱的任與影響它的各物理量間的內(nèi)在關(guān)系，研究對(duì)流換熱的任務(wù)就是要揭示這種內(nèi)在的聯(lián)系，確定計(jì)算表面換熱系數(shù)務(wù)就是要揭示這種內(nèi)在的聯(lián)系，確定計(jì)算表面換熱系數(shù)的表達(dá)式。的表達(dá)式。h （1 1）分析法）分析法所謂分析法是指對(duì)描寫某一類對(duì)流傳熱問(wèn)題的偏微分

5、所謂分析法是指對(duì)描寫某一類對(duì)流傳熱問(wèn)題的偏微分方程及相應(yīng)的定解條件進(jìn)行數(shù)學(xué)求解從而獲得速度場(chǎng)和濕度場(chǎng)的方程及相應(yīng)的定解條件進(jìn)行數(shù)學(xué)求解從而獲得速度場(chǎng)和濕度場(chǎng)的分析解的方法。分析解的方法。 （2 2）實(shí)驗(yàn)法）實(shí)驗(yàn)法 在相似原理的指導(dǎo)下的實(shí)驗(yàn)研究是目前獲得表面?zhèn)髟谙嗨圃淼闹笇?dǎo)下的實(shí)驗(yàn)研究是目前獲得表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)關(guān)系式的主要途徑。熱系數(shù)關(guān)系式的主要途徑。 （3 3）數(shù)值法）數(shù)值法 與導(dǎo)熱問(wèn)題的數(shù)值求解方法相比，對(duì)流傳熱的數(shù)值與導(dǎo)熱問(wèn)題的數(shù)值求解方法相比，對(duì)流傳熱的數(shù)值求解增加了兩個(gè)難點(diǎn)，即對(duì)流項(xiàng)的離散及動(dòng)量方程中的壓力梯度項(xiàng)求解增加了兩個(gè)難點(diǎn)，即對(duì)流項(xiàng)的離散及動(dòng)量方程中的壓力梯度項(xiàng)的數(shù)值處理。這兩個(gè)

6、難點(diǎn)的解決要涉及很多專門的數(shù)值方法，本章的數(shù)值處理。這兩個(gè)難點(diǎn)的解決要涉及很多專門的數(shù)值方法，本章不作介紹。不作介紹。 （4 4）比擬法）比擬法 所謂比擬法，是指通過(guò)研究動(dòng)量傳遞及熱量傳遞的所謂比擬法，是指通過(guò)研究動(dòng)量傳遞及熱量傳遞的共性或類似特性，以建立起表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)與阻力系數(shù)間的相互關(guān)系共性或類似特性，以建立起表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)與阻力系數(shù)間的相互關(guān)系的方法。應(yīng)用比擬法，可通道比較容易用實(shí)驗(yàn)測(cè)定的阻力系數(shù)來(lái)獲的方法。應(yīng)用比擬法，可通道比較容易用實(shí)驗(yàn)測(cè)定的阻力系數(shù)來(lái)獲得相應(yīng)的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的計(jì)算公式。在傳熱學(xué)發(fā)展的早期得相應(yīng)的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的計(jì)算公式。在傳熱學(xué)發(fā)展的早期,這一方這一方法曾廣泛用來(lái)獲得湍流

7、換熱的計(jì)算公式。法曾廣泛用來(lái)獲得湍流換熱的計(jì)算公式。4. 研究對(duì)流換熱的方法：研究對(duì)流換熱的方法：5 5 影響對(duì)流換熱系數(shù)影響對(duì)流換熱系數(shù) 的因素的因素l流體流動(dòng)的起因流體流動(dòng)的起因l流體有無(wú)相變流體有無(wú)相變l流體的流動(dòng)狀態(tài)流體的流動(dòng)狀態(tài)l換熱表面的幾何因素?fù)Q熱表面的幾何因素l流體的物理性質(zhì)流體的物理性質(zhì)h(1)(1)流體流動(dòng)起因流體流動(dòng)起因自然對(duì)流：自然對(duì)流：流體因各部分溫度不同而引起的密流體因各部分溫度不同而引起的密度差異所產(chǎn)生的流動(dòng)度差異所產(chǎn)生的流動(dòng)強(qiáng)制對(duì)流：強(qiáng)制對(duì)流：由外力（如：泵、風(fēng)機(jī)、水壓頭）由外力（如：泵、風(fēng)機(jī)、水壓頭）作用所產(chǎn)生的流動(dòng)作用所產(chǎn)生的流動(dòng) 自然強(qiáng)制hh(2) (2)

8、 流動(dòng)狀態(tài)流動(dòng)狀態(tài)層流湍流hh層流：整個(gè)流場(chǎng)呈一簇互相平行的流線層流：整個(gè)流場(chǎng)呈一簇互相平行的流線湍流：流體質(zhì)點(diǎn)做復(fù)雜無(wú)規(guī)則的運(yùn)動(dòng)，流體各部分之間發(fā)生劇湍流：流體質(zhì)點(diǎn)做復(fù)雜無(wú)規(guī)則的運(yùn)動(dòng)，流體各部分之間發(fā)生劇 烈混合。烈混合。44101022002200ReReRe層流層流過(guò)渡流過(guò)渡流（旺盛）湍流（旺盛）湍流 (3) (3) 流體有無(wú)相變流體有無(wú)相變單相換熱：?jiǎn)蜗鄵Q熱：相變換熱：相變換熱：凝結(jié)、沸騰、升華、凝固、融化等凝結(jié)、沸騰、升華、凝固、融化等（Single phase heat transferSingle phase heat transfer）（Phase changePhase ch

9、ange）（CondensationCondensation）（BoilingBoiling）(4) (4) 換熱表面的幾何因素：換熱表面的幾何因素：內(nèi)部流動(dòng)對(duì)流換熱：內(nèi)部流動(dòng)對(duì)流換熱：管內(nèi)或槽內(nèi)管內(nèi)或槽內(nèi)外部流動(dòng)對(duì)流換熱：外掠平板、圓管、管束外部流動(dòng)對(duì)流換熱：外掠平板、圓管、管束單相相變hh(5) (5) 流體的熱物理性質(zhì)：流體的熱物理性質(zhì)：熱導(dǎo)率熱導(dǎo)率 C)(mW 密度密度 mkg 3比熱容比熱容 C)(kgJ c動(dòng)力粘度動(dòng)力粘度msN 2運(yùn)動(dòng)粘度運(yùn)動(dòng)粘度 sm 2體脹系數(shù)體脹系數(shù) K1 ppTTvv11以單相強(qiáng)制對(duì)流傳熱為例，在把高速流動(dòng)排除在外以單相強(qiáng)制對(duì)流傳熱為例，在把高速流動(dòng)排除在

10、外時(shí)，表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)可表示為時(shí)，表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)可表示為自然對(duì)流換熱增強(qiáng) h)( 多能量單位體積流體能攜帶更、 hc)( 熱對(duì)流有礙流體流動(dòng)、不利于 h)(間導(dǎo)熱熱阻小流體內(nèi)部和流體與壁面綜上所述，表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)是眾多因素的函數(shù)：綜上所述，表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)是眾多因素的函數(shù)：( , , , , , , , , )wfphf v ttcl 沸騰換熱沸騰換熱管內(nèi)沸騰管內(nèi)沸騰珠狀凝結(jié)珠狀凝結(jié)相變對(duì)流換熱相變對(duì)流換熱大容器沸騰大容器沸騰膜狀凝結(jié)膜狀凝結(jié)凝結(jié)換熱凝結(jié)換熱對(duì)流換熱對(duì)流換熱單相對(duì)流換熱單相對(duì)流換熱相變對(duì)流換熱相變對(duì)流換熱6 6 對(duì)流換熱的分類對(duì)流換熱的分類管內(nèi)強(qiáng)制對(duì)流換熱管內(nèi)強(qiáng)制對(duì)流換熱流體橫掠管外強(qiáng)制對(duì)

11、流換熱流體橫掠管外強(qiáng)制對(duì)流換熱流體縱掠平板強(qiáng)制對(duì)流換熱流體縱掠平板強(qiáng)制對(duì)流換熱單相單相對(duì)流對(duì)流換熱換熱自然對(duì)流自然對(duì)流混合對(duì)流混合對(duì)流強(qiáng)制對(duì)流強(qiáng)制對(duì)流大空間自然對(duì)流大空間自然對(duì)流層流層流紊流紊流有限空間自然對(duì)流有限空間自然對(duì)流層流層流紊流紊流7 7 如何從溫度場(chǎng)計(jì)算表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)如何從溫度場(chǎng)計(jì)算表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)當(dāng)粘性流體在壁面上流動(dòng)時(shí)，由于粘性的作用，在貼當(dāng)粘性流體在壁面上流動(dòng)時(shí)，由于粘性的作用，在貼壁處被滯止，壁處被滯止，處于無(wú)滑移狀態(tài)（即：處于無(wú)滑移狀態(tài)（即：y=0, u=0y=0, u=0）在這極薄的貼壁流體層中，在這極薄的貼壁流體層中，熱量只能以導(dǎo)熱方式傳遞熱量只能以導(dǎo)熱方式傳遞根據(jù)傅里葉定

12、律：根據(jù)傅里葉定律：y=0 tqy 為貼壁處壁面法線方向上的流體溫度變化為貼壁處壁面法線方向上的流體溫度變化率；率； 為流體的導(dǎo)熱系數(shù)。為流體的導(dǎo)熱系數(shù)。0yty 0ythty h h 取決于流體熱導(dǎo)系數(shù)、溫度差和貼壁流體取決于流體熱導(dǎo)系數(shù)、溫度差和貼壁流體的溫度梯度的溫度梯度將牛頓冷卻公式與上式聯(lián)立，即可得將牛頓冷卻公式與上式聯(lián)立，即可得到到對(duì)流換熱過(guò)程微分方程式對(duì)流換熱過(guò)程微分方程式溫度場(chǎng)取決于流場(chǎng)溫度場(chǎng)取決于流場(chǎng)溫度梯度或溫度場(chǎng)取決于流體熱溫度梯度或溫度場(chǎng)取決于流體熱物性、流動(dòng)狀況（層流或紊流）、流速的大小及其分物性、流動(dòng)狀況（層流或紊流）、流速的大小及其分布、表面粗糙度等布、表面粗糙度

13、等5-2 對(duì)流傳熱問(wèn)題的數(shù)學(xué)描寫對(duì)流傳熱問(wèn)題的數(shù)學(xué)描寫為便于分析，推導(dǎo)時(shí)作下列假設(shè)：為便于分析，推導(dǎo)時(shí)作下列假設(shè)：l流動(dòng)是二維的。流動(dòng)是二維的。l流體為不可壓縮的牛頓型流體。流體為不可壓縮的牛頓型流體。l流體物性為常數(shù)、無(wú)內(nèi)熱源。流體物性為常數(shù)、無(wú)內(nèi)熱源。l粘性耗散產(chǎn)生的耗散熱可以忽略不計(jì)。粘性耗散產(chǎn)生的耗散熱可以忽略不計(jì)。對(duì)流傳熱問(wèn)題完整的數(shù)學(xué)描寫對(duì)流傳熱問(wèn)題完整的數(shù)學(xué)描寫: 微分方程組和定微分方程組和定解條件解條件1 1 質(zhì)量守恒方程質(zhì)量守恒方程( (連續(xù)性方程連續(xù)性方程) )流體的連續(xù)流動(dòng)遵循質(zhì)量守恒規(guī)律流體的連續(xù)流動(dòng)遵循質(zhì)量守恒規(guī)律從流場(chǎng)中從流場(chǎng)中 (x, y) (x, y) 處處取出

14、邊長(zhǎng)為取出邊長(zhǎng)為 dxdx、dydy 的微元體（的微元體（z z方向?yàn)榉较驗(yàn)閱挝婚L(zhǎng)度），如圖所單位長(zhǎng)度），如圖所示 ， 質(zhì) 量 流 量 為示 ， 質(zhì) 量 流 量 為 M M kg/skg/s分別寫出微元體各方向的質(zhì)量流量分量：分別寫出微元體各方向的質(zhì)量流量分量：X X方向：方向：udyMxdxxMMMxxdxxdxdyxudxxMMMxdxxx)(單位時(shí)間內(nèi)、沿單位時(shí)間內(nèi)、沿x x軸軸方向流入微元體的凈質(zhì)量：方向流入微元體的凈質(zhì)量：dxdyyvdyyMMMydyyy)(同理，單位時(shí)間內(nèi)、沿同理，單位時(shí)間內(nèi)、沿 y y 軸軸方向流入微元方向流入微元體的體的凈質(zhì)量?jī)糍|(zhì)量：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)微元體內(nèi)流體質(zhì)量

15、的變化單位時(shí)間內(nèi)微元體內(nèi)流體質(zhì)量的變化: :dxdydxdy)(微元體內(nèi)流體質(zhì)量守恒微元體內(nèi)流體質(zhì)量守恒( (單位時(shí)間內(nèi)單位時(shí)間內(nèi)) )：流入微元體的凈質(zhì)量流入微元體的凈質(zhì)量 = = 微元體內(nèi)流體質(zhì)量的變化微元體內(nèi)流體質(zhì)量的變化對(duì)于二維、穩(wěn)態(tài)流動(dòng)、密度為常數(shù)時(shí)：對(duì)于二維、穩(wěn)態(tài)流動(dòng)、密度為常數(shù)時(shí)：xu0yv()()uvdxdydxdydxdyxy即：即：連續(xù)性方程連續(xù)性方程2 2 動(dòng)量守恒方程動(dòng)量守恒方程牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律: : 作用在微元體上各外力的總和等作用在微元體上各外力的總和等于控制體中流體動(dòng)量的變化率于控制體中流體動(dòng)量的變化率作用力作用力 = = 質(zhì)量質(zhì)量 加速度（加速度

16、（F=maF=ma）作用力：體積力、表面力作用力：體積力、表面力N-SN-S方程方程22222222)()() (3) ( (4)(21) xyuuupuuuvFxyxxyvvvpvvuvFxyyxy（(1)(1)慣性項(xiàng)（慣性項(xiàng)（mama）；）；(2)(2)體積力；體積力；(3)(3)壓強(qiáng)梯度；壓強(qiáng)梯度；(4)(4)粘滯力。粘滯力。2 2 動(dòng)量守恒方程動(dòng)量守恒方程牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律: : 作用在微元體上各外力的總和等作用在微元體上各外力的總和等于控制體中流體動(dòng)量的變化率于控制體中流體動(dòng)量的變化率對(duì)于穩(wěn)態(tài)流動(dòng)：對(duì)于穩(wěn)態(tài)流動(dòng)：0 0vu；yyxxgFgF ;只有重力場(chǎng)時(shí)：只有重力場(chǎng)時(shí)

17、：3 3 能量守恒方程能量守恒方程導(dǎo)熱引起凈熱量導(dǎo)熱引起凈熱量+ +熱對(duì)流引起的凈熱量熱對(duì)流引起的凈熱量= =微元體內(nèi)能的增量微元體內(nèi)能的增量1.1.導(dǎo)熱引起的凈熱量導(dǎo)熱引起的凈熱量2222ttdxdyxy 2 2、熱對(duì)流引起的焓差、熱對(duì)流引起的焓差 時(shí)間內(nèi)時(shí)間內(nèi) X X方向熱對(duì)流帶入微元體的焓方向熱對(duì)流帶入微元體的焓xpHc utdyddptc dxdydcmt2 2、在、在 時(shí)間內(nèi)，微元體溫度改變時(shí)間內(nèi)，微元體溫度改變 ，其熱力，其熱力學(xué)能的增量為學(xué)能的增量為tddX X方向方向熱對(duì)流熱對(duì)流帶出帶出微元體的微元體的焓焓pxx dxxxc utHHHdxHdxdydxx是常量，提到微分號(hào)外邊

18、，變?yōu)槭浅Ａ?，提到微分?hào)外邊，變?yōu)閜cx dxxputHHcdxdydxdX X方向方向熱對(duì)流引起的熱對(duì)流引起的凈熱量?jī)魺崃縳x dxputHHcdxdydx y y方向方向熱對(duì)流引起的熱對(duì)流引起的凈熱量?jī)魺崃?yy dypvtHHcdxdydy 熱對(duì)流熱對(duì)流引起的引起的凈熱量?jī)魺崃縫ppuvtutvtcdxdydcdxdydxyttcuvdxdtxyydxy xu0yv連續(xù)性方程連續(xù)性方程熱對(duì)流熱對(duì)流引起的引起的凈熱量?jī)魺崃亢?jiǎn)化為簡(jiǎn)化為pttcuvdxdydxyptcdxdyd微元體內(nèi)能增量微元體內(nèi)能增量2222pptttttdxdydcuvdxdydcdxdydxyxy導(dǎo)熱引起凈熱量導(dǎo)熱引

19、起凈熱量+ +熱對(duì)流引起的凈熱量熱對(duì)流引起的凈熱量= =微元體內(nèi)能的增量微元體內(nèi)能的增量整理得整理得二維、常物性、無(wú)內(nèi)熱源二維、常物性、無(wú)內(nèi)熱源的的能量微分方程能量微分方程2222ptttttuvxycxy2222ptttttuvxycxy非穩(wěn)態(tài)項(xiàng)非穩(wěn)態(tài)項(xiàng)對(duì)流項(xiàng)對(duì)流項(xiàng)擴(kuò)散項(xiàng)擴(kuò)散項(xiàng)cztytxtat222222)( 動(dòng)量守恒方程動(dòng)量守恒方程22222222)()()xyuuupuuuvFxyxxyvvvpvvuvFxyyxy（ 能量守恒方程能量守恒方程2222ptttttuvxycxy對(duì)于對(duì)于不可壓縮、常物性、無(wú)內(nèi)熱源不可壓縮、常物性、無(wú)內(nèi)熱源的二維問(wèn)題，的二維問(wèn)題，微分微分方程組為：方程組為：

20、質(zhì)量守恒方程質(zhì)量守恒方程xu0yv0ythty 前面前面4 4個(gè)方程求出溫度場(chǎng)之后，可以利用個(gè)方程求出溫度場(chǎng)之后，可以利用牛頓牛頓冷卻微分方程冷卻微分方程：計(jì)算當(dāng)?shù)貙?duì)流換熱系數(shù)計(jì)算當(dāng)?shù)貙?duì)流換熱系數(shù)xh4 4個(gè)方程，個(gè)方程，4 4個(gè)未知量個(gè)未知量 可求得速度場(chǎng)可求得速度場(chǎng)( (u,vu,v) )和溫度場(chǎng)和溫度場(chǎng)(t)(t)以及壓力場(chǎng)以及壓力場(chǎng)(p), (p), 既適既適用于層流，也適用于紊流（瞬時(shí)值）用于層流，也適用于紊流（瞬時(shí)值）1.1.流動(dòng)邊界層及其厚度的定義流動(dòng)邊界層及其厚度的定義 粘性流體在壁面上流動(dòng)時(shí)，由于粘性的作用，在貼附于壁面的流粘性流體在壁面上流動(dòng)時(shí)，由于粘性的作用，在貼附于壁面

21、的流體速度實(shí)際上等于零，稱為貼壁處的無(wú)滑移邊界條件。體速度實(shí)際上等于零，稱為貼壁處的無(wú)滑移邊界條件。 壁面法向（壁面法向（ 向）的速度分布，如圖所示。在向）的速度分布，如圖所示。在 ， ；此后隨；此后隨 ， 。 經(jīng)過(guò)一個(gè)薄層后經(jīng)過(guò)一個(gè)薄層后 接近主接近主流速度。流速度。 0yy 0uyuu5-3 邊界層型對(duì)流傳熱問(wèn)題的數(shù)學(xué)描寫邊界層型對(duì)流傳熱問(wèn)題的數(shù)學(xué)描寫一一. . 流動(dòng)邊界層及邊界層動(dòng)量方程流動(dòng)邊界層及邊界層動(dòng)量方程 靠近壁面處流體速度發(fā)生顯著變化的這一靠近壁面處流體速度發(fā)生顯著變化的這一薄層稱為流動(dòng)邊界層（速度邊界層），通薄層稱為流動(dòng)邊界層（速度邊界層），通常規(guī)定常規(guī)定 ： （主流速度）處

22、的距（主流速度）處的距離離 為流動(dòng)邊界層厚度，記為為流動(dòng)邊界層厚度，記為 。 0.99uuy 流動(dòng)邊界層定義流動(dòng)邊界層定義(1) (1) 有層流、紊流之分有層流、紊流之分. . 分界點(diǎn)分界點(diǎn) ReRec c=3X10=3X10553X103X106 6, ,一般可取一般可取ReRec c=5X10=5X105 5在湍流區(qū)在湍流區(qū), ,貼壁面還有一極薄的層流底層（粘性貼壁面還有一極薄的層流底層（粘性底層）底層）(2) (2) = ( (x x) ) x x ( (x x) ) (3) (3) ( (x x) ) x x ( (L L) ) L熱擴(kuò)熱擴(kuò)散散粘性擴(kuò)散粘性擴(kuò)散熱擴(kuò)散熱擴(kuò)散表明：表明：此情況下動(dòng)量傳遞與熱量傳遞規(guī)律相似此情況下動(dòng)量傳遞與熱量傳遞規(guī)律相似特別地：特別地