C6对流换热(第五章).ppt

第五章 对流换热; 实际对流换热问题的分析和计算 :;§5-1 对流换热概说;二、影响对流换热的因素;三、对流换热的分类;四、研究对流换热的方法;五、表面传热系数与温度场的关系;根据傅里叶定律：;§5-2 对流换热问题的数学描述;、二维、常物性、不可压流体对流换热问题的数学描述;Q导热 + Q对流 = ?H;导热;x方向 y方向;三、流体中的能量方程与纯导热微分方程 的区别;5-3 对流换热的边界层方程组;如：20℃空气在平板上以16m/s 的速度流动，在1m处边界层的厚度约为5mm。;4. 边界层内的流动状态：也有层流和湍流之分。;5. 引入速度边界层的意义：流动区域可分为主流区和边界层区，主流区可看作理想流体的流动，而只在边界层区才需要考虑流体的粘性作用。;普朗特（1875-1953）：德国力学家，现代流体力学的创始人之一，被誉为“空气动力学之父”。;二、温度边界层（热边界层）;2. 温度边界层厚度dt的规定：过余温度等于99%主流区流体的过余温度。;3. 特点：温度边界层厚度dt也是比壁面尺度l小一个数量级以上的小量。 dt l;三、边界层微分方程组; 以稳定的二维、常物性、不可压流体的对流换热问题为例，其微分方程组可表示为：;能量方程的简化;简化后;四、普朗特数的物理意义; 根据普朗特数的大小，一般流体可分为三类： （1）高普朗特数流体，如一些油类的流体，在102~103的量级； （2）中等普朗特数的流体，0.7~10之间，如气体在0.7~1.0, 水为0.9~10； （3）低普朗特数的流体, 如液态金属等，在0.01的量级。;五、外掠等温平板的层流流动下对流换热问 题的分析解;对于长度为 l 的平板，其平均的努塞尔数如何计算？;六、局部对流换热系数与边界层的关系 ;七、应用边界层概念应注意的问题;小结 ; 目前，采用实验方法仍是研究对流换热问题的最主要途径。;5-5 相似原理及量纲分析;一、相似的概念;２、物理量场的相似;３、物理现象相似;二、相似原理;例如，对于外掠平板的对流换热现象，可以得到雷诺数Ｒｅ、普朗特数Ｐｒ和努赛尔数Ｎｕ。如果是两个相似的外掠平板的对流换热现象，则必有：; 根据相似的这种性质，在实验中就只需测量各准则??包括的量，避免了测量的盲目性，解决了实验中测量那些量的问题。;2、相似准则数间的关系;3、判别相似的条件; 假设对流换热现象A与对流换热现象B相似，根据物理现象相似的定义，它们必须是同类的对流换热现象，用形式和内容完全相同的方程来描写，并且所有的物理量场必须相似。于是，由对流换热过程方程式可得 ;;5-6 相似原理的应用;0;二、模化试验;三、常见相似准则数的物理意义;Pr — 流体动量扩散能力与热量扩散能力相对大小。;四、特征尺度、特征速度和定性温度