第八章对流传热
对流传热:
流体中质点发生相对位移而引起的热交换(伴随热传导),一般指流体与固体壁面的传热过程。动量、热量传递同时进行关系复杂。计算时要结合连续性方程、N-S方程和能量方程,计算十分复杂。
湍流时,壁面附近,三层:
层流(导热),湍流主体(对流传热),缓冲层(导热和对流)
一般将运动流体与壁面之间的热量传递笼统考虑为对流传热。本书只考虑强制层流强制湍流。
湍流中心
缓冲层
缓冲层
层流内层
温度边界层
边界层定义(y向距离)
u0,t0
t0
u0,t0
t0
t0
ts
t0
ts
ts
δt
δt
ts
x
y
园管传热:
①形成;
②汇合;
③越来越扁平
对流传热系数
层流内层很薄,热阻很大:
tf
tb
δf
ts
对流传热系数
壁面与主体流之间:
层流下的热量传递
δt
平板壁面上层流传热的精确解
温度边界层δt和速度边界层δ,
δt〉δ
δt〈δ
δt=δ
δ
δt
δ
层流下的热量传递
N-S方程,连续性方程,能量方程:
三个未知未知变量ux、uy、t,(自变量x、y、z)
三个方程。如何求解?→非线性偏微分方程。
普兰德边界层方程的精确解
步骤:
①由N-S方程和连续性方程求得速度分布函数u(x,y),边界层厚度,曳力系数;
②由速度分布u和能量方程求解温度分布函数t(x,y);
③由温度分布函数t(x,y)求得对流传热系数h和其它参数。
由N-S方程和连续性方程求得速度分布函数u(x,y)
②由速度分布u和能量方程求解温度分布函数t(x,y)
③由温度分布函数t(x,y)求得对流传热系数h和其它参数。
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