11第十一讲湍流受迫对流传热论述.pdf

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第十一讲湍流受迫对流传热 ——半经验半理论的方法 3.11 湍流受迫对流传热 y 层流区 过渡区 湍流区 u¥ t¥ O x xc ux Re=¥c =′5105 c ν 粘性底层 湍流的基本特点 ? 湍流由剪切产生 t ? 湍流属于非稳态流动 T ? 壁面附近有很强的脉动 t¢ ? 湍流脉动呈各向异性 t ? 湍流脉动影响动量输运 ? 湍流脉动影响热传递 t=+tt¢ 1 T t= tdτ O T ò0 τ 湍流时平均理论 根据湍流的时平均理论,湍流的物理特征可以用 时均量和脉动量的叠加来描述 ì u=+uu¢ ? í t=+tt¢ 。 ? ¢ ?? p=+pp 其中 u=10,uv0 湍流度和湍流动能 1 1.湍流度 ()u¢2++vw¢¢22 3 Tl = u¥ 1 2. 湍流动能 k=()u¢2++vw¢¢22 2 2 k 由此可知湍流度和湍流动能的关系 3 Tl = u¥ 湍流边界层结构的描述 平壁附近的湍流 y 内层 0.2 大部分是完全湍流, u 2 δ u¥ 随着离开壁面的距离而减小,而 v2 u¥ 却是增加的。 y 外层 3 0.2 δ 外层的湍流度比内层的湍流度要小,时均速度梯度 也要小,随着离开壁面的距离增加,湍流度下降。 管内湍流与平壁上的边界层相比,没有外部的势流区和粘 性顶层,一般根据湍流特点划分为粘性底层、缓冲层和湍 流核心区 控制方程的时均化处理 对左式中的各个项进行时平均化处理,并???略水平方向 的二阶脉动量得到 ??uv ??uv +=0 +=0 ??xy ??xy 2 ?u??uu 2 uv ?u?uu?? ρ+=ρρν 2ρu+ρv=-ρνρ(uv) ??xy?y ?x?y??yy2 2 ?t??tt 2 cucv ?t?tt?? ρpp+=ρλ2ρcu+ρcv=-λρ(cvt) ??xy?yp?xpp?y??yy2 湍流应力和湍流热

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