第四章 非耦合邊界層理論

第四章非耦合邊界層理論第一頁(yè)，共二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五主要內(nèi)容4.1縱向繞流平壁的換熱4.2縱向繞流楔形物體的換熱4.3壁面有抽吸核噴注時(shí)的換熱第二頁(yè)，共二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五4.1縱向繞流平壁的換熱ThermalboundarylayerFreestreamxy縱向繞流平壁對(duì)流換熱第三頁(yè)，共二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五（1）物理模型假設(shè)：常物性；無(wú)內(nèi)熱源；忽略體積力；忽略粘性耗散。二維穩(wěn)態(tài)邊界層數(shù)學(xué)模型第四頁(yè)，共二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五（2）數(shù)學(xué)模型非耦合速度場(chǎng)與溫度場(chǎng)無(wú)關(guān)常物性第五頁(yè)，共二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五（3）速動(dòng)方程求解相似變量引入流函數(shù)龍格－庫(kù)塔數(shù)值計(jì)算H.Blasius方程第六頁(yè)，共二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五平壁層流邊界層中速度分布速度場(chǎng)結(jié)果分析：摩擦阻力系數(shù)信息？第七頁(yè)，共二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五（4）溫度方程求解相似變量無(wú)量綱溫度E.Pohlhausen方程第八頁(yè)，共二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五溫度場(chǎng)結(jié)果分析0.41.20.81.62.02.400.20.40.60.81.02.62.83.23.64.0縱向繞流平壁時(shí)得無(wú)量綱溫度分布第九頁(yè)，共二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五熱邊界層厚度0.010.101.00溫度場(chǎng)結(jié)果分析第十頁(yè)，共二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五壁面熱流局部換熱系數(shù)局部Nux溫度場(chǎng)結(jié)果分析第十一頁(yè)，共二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五4.2縱向繞流楔形物體的換熱假設(shè)：常物性；穩(wěn)態(tài)；二維流動(dòng)；低速層流。mm-0.0199-0.1991/90.2-0.0654-0.141/30.5001141.6（1）物理模型第十二頁(yè)，共二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五控制方程邊界條件（2）數(shù)學(xué)模型第十三頁(yè)，共二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五動(dòng)量方程邊界條件V.M.Falkner和S.W.Skan方程（3）速度方程求解第十四頁(yè)，共二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五速度場(chǎng)結(jié)果分析：13245600.20.40.60.81.0加速流動(dòng)減速流動(dòng)加速流動(dòng)（順壓力梯度)邊界層厚度薄減速流動(dòng)（逆壓力梯度）邊界層厚度厚出現(xiàn)回流現(xiàn)象切向速度第十五頁(yè)，共二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五法向速度邊界層厚度速度場(chǎng)結(jié)果分析：第十六頁(yè)，共二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五（4）溫度方程求解溫度分布為第十七頁(yè)，共二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五溫度結(jié)果分析：壁面熱流qw,x局部對(duì)流換熱系數(shù)hx局部努塞爾數(shù)Nux第十八頁(yè)，共二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五無(wú)量綱溫度分布楔形角對(duì)描述換熱特征的無(wú)量綱溫度分布的影響并不十分明顯，相對(duì)而言，Pr數(shù)對(duì)溫度分布的影響要大得多。13200.20.40.60.81.0溫度結(jié)果分析：第十九頁(yè)，共二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五0.11100100.010.1110溫度結(jié)果分析：第二十頁(yè)，共二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五000溫度結(jié)果分析：第二十一頁(yè)，共二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五4.3壁面有抽吸和噴注時(shí)的換熱基本概念流體從邊界層中吸出，避免邊界層分離，降低流動(dòng)阻力。流體通過(guò)壁面吹進(jìn)邊界層中，保護(hù)壁面不受高溫侵蝕。主流射流薄膜冷卻第二十二頁(yè)，共二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五假設(shè)：抽吸和噴注的量很小，流動(dòng)仍滿(mǎn)足邊界層理論的簡(jiǎn)化條件；噴注流體與主流流體相同；壁面溫度與抽吸或噴注流體的溫度相同。xy（1）物理模型第二十三頁(yè)，共二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五控制方程邊界條件（2）數(shù)學(xué)模型第二十四頁(yè)，共二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五求解噴注參量（3）結(jié)果分析第二十五頁(yè)，共二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五無(wú)量綱速度分布噴注使流動(dòng)邊界層增厚，抽吸使流動(dòng)邊界層減薄。噴注參量超過(guò)0.619后，邊界層被橫向“吹”離平壁，邊界層假設(shè)不成立。0246810120.20.40.60.81.0第二十六頁(yè)，共二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五0－2－40.2