資源描述：
《對(duì)流換熱分析》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。
1、Chapter5對(duì)流換熱分析IntroductiontoConvection對(duì)流換熱：流體與固體壁直接接觸時(shí)所發(fā)生的熱量傳遞過(guò)程。牛頓冷卻公式確定換熱系數(shù)(h)的途徑理論解法：分析解法、積分近似解法、數(shù)值解法和比擬解法實(shí)驗(yàn)研究：相似原理指導(dǎo)§1對(duì)流換熱概述1.1影響對(duì)流換熱的因素一、流動(dòng)起因和流動(dòng)狀態(tài)1.流動(dòng)起因1)自然對(duì)流（freeconvection）2)受迫對(duì)流（forcedconvection）2.流動(dòng)狀態(tài)1）層流（laminarflow）2）紊流（turbulentflow）二、流體的物理性質(zhì)
2、(Thermophysicalpropertiesoffluids)密度(Density)：?，kg/m3熱導(dǎo)率(Thermalconductivity)：?,W/m·K定壓比熱(Specificheatatconstantpressure)：cp,J/kg·K熱擴(kuò)散率(Thermaldiffusivity)：a,m2/s動(dòng)力粘度(Dynamicviscosity)：?,N·s/m2運(yùn)動(dòng)粘度(Kinematicviscosity)：?,m2/s體膨脹系數(shù)(Volumetricthermalexpansi
3、oncoefficient)：?v,1/K(影響自然對(duì)流換熱)定性溫度(Characteristictemperature)：確定流體物性的特征溫度。流體平均溫度Averagetemperatureoffluid壁表面溫度Temperatureofwallsurface流體與壁的算術(shù)平均溫度Averagetemperaturebetweenfluidandwallsurface三、流體的相變（PhaseChange）四、換熱面幾何尺寸、形狀及位置壁面幾何因素影響流體在壁面的流態(tài)、速度分布、溫度分布(?)
4、。定型尺寸（l）：對(duì)換熱有決定影響的特征尺寸?？偨Y(jié)：1.2對(duì)流換熱過(guò)程微分方程式（Convectiontransferdifferentialequations)根據(jù)傅立葉定律和牛頓冷卻公式：（1）（2）引入過(guò)余溫度——對(duì)流換熱過(guò)程微分方程式目的：求解hx邊界條件：1.壁溫邊界條件求溫度梯度(temperaturegradient)2.熱流邊界條件溫度場(chǎng)能量方程＋速度場(chǎng)對(duì)流換熱系數(shù)與流體溫度場(chǎng)的關(guān)系，稱為對(duì)流換熱過(guò)程微分方程式?！?二維對(duì)流換熱微分方程組(Two-dimensionalconvectio
5、nheattransferequations)x方向動(dòng)量方程y方向動(dòng)量方程確定速度場(chǎng)連續(xù)性方程確定溫度場(chǎng)能量方程表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)微分方程組未知量：速度分量u，速度分量v，溫度t，壓力p2.1連續(xù)性方程（Continuityequation）Massconservationofcontrolvolume(dxdy)，X-direction：(unittime，z=1)InflowOutflowY-direction：InflowOutflow質(zhì)量守恒(Massconservation)常物性、不可壓縮穩(wěn)態(tài)流動(dòng)
6、(Constantproperties,incompressiblefluids,steadyflow)2.2動(dòng)量微分方程式(Momentumequation)慣性力＝微元體的質(zhì)量?加速度Inertiaforce＝Mass?Acceleration在和方向分別為方向加速度方向加速度2.微元體所受的外力1）體積力（bodyforces）式中X、Y為單位體積流體在x、y方向分別受到的體積力分量2）表面力（surfaceforces）方向受到的表面力分別為：法向應(yīng)力(Normalstresses)：?x,?y
7、；切向應(yīng)力(Shearstresses)：?xy,?yx動(dòng)量守恒方程(Momentumequations)代入上兩式得（5-4a）（5-4b）（1）（2）（3）（4）Physicalsignificance:（1）慣性力(inertiaforce)（2）體積力(bodyforce)（3）壓力梯度(pressuregradient)（4）粘滯力(viscosityforce)對(duì)于穩(wěn)態(tài)流動(dòng)只有重力場(chǎng)時(shí)連續(xù)性方程+動(dòng)量方程?速度場(chǎng)2.3能量微分方程式(EnergyEquations)設(shè)為導(dǎo)熱量；為熱對(duì)流傳遞的
8、能量x方向?qū)氲膬魺崃浚統(tǒng)方向?qū)氲膬魺崃浚絰方向熱對(duì)流傳遞的凈能量＝y(tǒng)方向熱對(duì)流傳遞的凈能量＝根據(jù)能量守恒假設(shè)為常物性、不可壓縮穩(wěn)態(tài)流動(dòng)，得：或（5-5）§3邊界層換熱微分方程組的解3.1流動(dòng)邊界層（Flowboundarylayers）一、基本概念1.邊界層的厚度（Boundarylayerthickness）2.有限邊界層厚度（Limitedboundarylayerthickness)3.牛頓流體粘性定律（Newtonianvisc
