流体动力学和对流换热基础——横向绕流管子和管束.pdfVIP

第二章 流体动力学和对流换热基础———横向绕流管子和管束 第二章 流体动力学和对流换热基础 ———横向绕流管子和管束 第一节 横向绕流圆柱体 流体沿平壁流动时所形成的边界层比较简单，在整个流场内静压是不变的。 在边界层外的主流中，流速保持不变，为 ! ! 值。对于理想流体（无摩擦），根据伯 努里方程，在流线上压力保持不变。此外，在某一距离 上，沿边界层的宽度（即 向），压力也是不变的［参看公式（ ）］。也就是说，在同一距离 上，边界层 # # $ 内具有与外部流体相同的压力。因此，对于沿平壁流动的流体，在整个边界层上 压力是保持不变的，边界层也不会发生分离。 流体横向绕流圆柱体时，具有与平壁流动不同的特点。图% # 示出流体绕 流圆柱体时沿表面压力的分布情况。图（$ ）的横坐标为表面上任意点与前驻点在 圆柱体圆心所形成的夹角 。纵坐标为压力分布系数 。 定义为： ! % # % （ ） % # % ! ! # % 式中 ! ! ———来流速度； % ———来流压力； % ———圆柱体表面任意点的压力。 边界层在前驻点 开始生成，在前驻点上流速为零，压力增至最大值 % ’ % ! ! # 。在圆柱体前半部（ ），流体加速，边界层外流体速度沿圆柱表面 ( % ’ % ’ % ) ( — — ()( 第七篇 热交换器污染强化 图! # 绕流圆柱体及其压力沿圆柱体表面的分布 （）绕流圆柱体；（ ）压力分布 ! —理想流体；—实际流体， ) ；—实际流体， ) ； # ! #$ $ #% ’ #( ) #$ $ *%+ ’ #( —实际流体， ) , #$ $ -%, ’ #( 逐渐增加，静压则逐渐下降（压力梯度为负值）。在圆柱体后半部（ ），流体发生 %# 扩散减速，静压逐渐升高（压力梯度为正值）。当流体的粘性可以忽略（即为理想 流体）时，压力分布如图 （）下部曲线及图 （）曲线 所示。在 段（ ! # !