第八章對(duì)流傳熱

第八章對(duì)流傳熱湍流中心緩沖層緩沖層層流內(nèi)層對(duì)流傳熱流體中質(zhì)點(diǎn)發(fā)生相對(duì)位移而引起的熱交換（伴隨熱傳導(dǎo)），一般指流體與固體壁面的傳熱過(guò)程。動(dòng)量、熱量傳遞同時(shí)進(jìn)行關(guān)系復(fù)雜。計(jì)算時(shí)要結(jié)合連續(xù)性方程、N-S方程和能量方程，計(jì)算十分復(fù)雜。當(dāng)湍流的流體流經(jīng)固體壁面時(shí)，將形成湍流邊界層,若流體溫度與壁面不同，則二者之間將進(jìn)行熱交換。假定壁面溫度高于流體溫度，則熱流便會(huì)由壁面流向運(yùn)動(dòng)流體中。層流（流動(dòng)垂直方向?qū)?，流?dòng)方向?qū)α鱾鳠幔┩牧髦黧w（對(duì)流傳熱為主）緩沖層（導(dǎo)熱和對(duì)流）流體與管壁之間的溫度分布溫度邊界層邊界層定義(y向距離）u0,t0t0u0,t0t0t0tst0tstsδtδttsxy園管傳熱：①形成；②匯合；③越來(lái)越扁平傳熱進(jìn)口段對(duì)流傳熱系數(shù)tst0局部對(duì)流傳熱系數(shù)流體流過(guò)距離L的平均對(duì)流傳熱系數(shù)壁面與主體流之間對(duì)流傳熱系數(shù)的計(jì)算層流下的熱量傳遞δt平板壁面上層流傳熱的精確解溫度邊界層δt和速度邊界層δ，δt〉δδt〈δδt=δδδtδx0層流下的熱量傳遞N-S方程，連續(xù)性方程，能量方程：三個(gè)未知未知變量ux、uy、t,（自變量x、y、z）三個(gè)方程。如何求解？→非線(xiàn)性偏微分方程。y<<x普蘭德邊界層方程的精確解步驟：①由N-S方程和連續(xù)性方程求得速度分布函數(shù)u（x,y),邊界層厚度，曳力系數(shù)；②由速度分布u和能量方程求解溫度分布函數(shù)t(x,y)；③由溫度分布函數(shù)t(x,y)求得對(duì)流傳熱系數(shù)h和其它參數(shù)。由N-S方程和連續(xù)性方程求得速度分布函數(shù)u（x,y)②由速度分布u和能量方程求解溫度分布函數(shù)t(x,y)③由溫度分布函數(shù)t(x,y)求得對(duì)流傳熱系數(shù)h和其它參數(shù)。溫度邊界層與速度邊界層的關(guān)系：平板壁面上層流傳熱的近似解設(shè)：穩(wěn)態(tài)，二維流動(dòng)，不可壓縮。質(zhì)量守衡：入＝出能量守衡：入＝出平板壁面上層流傳熱的近似解質(zhì)量：1-2-5-6面：3-4-7-8面2-3-7-6面入＝出平板壁面上層流傳熱的近似解能量：平板壁面上層流傳熱的近似解稱(chēng)為邊界層熱流方程。在該方程推導(dǎo)過(guò)程中，并未考慮散逸熱速率，因而意味著流動(dòng)并非高速、流體亦不具有很高的粘性。此外，由于在推導(dǎo)時(shí)．并未假定流體的流型是層流或是湍流，故該式既適用于層流邊界層的傳熱計(jì)算，也適用于湍流邊界層的計(jì)算。平板壁面上層流傳熱的近似解平板壁面上層流傳熱的近似解膜系數(shù)：平板壁面上湍流傳熱的近似解雷諾類(lèi)似律雷諾首先利用動(dòng)量傳遞與熱量傳遞之間的類(lèi)似性，導(dǎo)出了摩擦系數(shù)與對(duì)流傳熱系數(shù)之間的關(guān)系式，即雷諾類(lèi)似律。雷諾假設(shè)，當(dāng)湍流流體與壁面間進(jìn)行動(dòng)量、熱量傳遞時(shí)，湍流中心一直延伸至壁面，故雷諾類(lèi)似律為一層模型。雷諾類(lèi)似律湍流：包括分子擴(kuò)散和渦流擴(kuò)散，其中渦流擴(kuò)散占主要部分質(zhì)量為M的質(zhì)點(diǎn)由1-1面跳到2-2面，另一質(zhì)點(diǎn)由2-2面跳到1-1面（交換混合），結(jié)果會(huì)使熱量、動(dòng)量同時(shí)得到交換，二者由質(zhì)量M聯(lián)系起來(lái)。同理，如果濃度不同，其質(zhì)量會(huì)發(fā)生傳遞（由M聯(lián)系）1122MMXY雷諾類(lèi)似律熱量：動(dòng)量：1122MMXY（9-87）雷諾類(lèi)似律在靠近壁面層流層內(nèi)層：比較（9-87）與（9-88），當(dāng)（9-88）雷諾類(lèi)似律雷諾類(lèi)似律§4.3.3類(lèi)比法求二．幾種類(lèi)比關(guān)系

1．雷諾類(lèi)比：

史坦登準(zhǔn)數(shù)

2．普蘭特類(lèi)比：

3.卡門(mén)類(lèi)似律（8-144）4．柯?tīng)柋绢?lèi)比：