第五章对流传热的理论基础.ppt

* * * 3) 摩擦系数 由速度分布求出局部粘性切应力 局部摩擦系数 平均摩擦系数 4)流动边界层与热边界层之比 * * 复习 1. 称为努塞尔数 2. 特征长度 ：板长 3. 定性温度： 4. 适用范围：层流边界层 意义：大小反映对流换热的强弱 ※流体外掠平板时 ※边界层 15/10/2012 Thermofluids-II- L3 Y.Y. Yan * A simple question 1. 2. * * §5.4 流体外掠平板的近似积分求解及比拟理论 一、求解 边界条件 （一）流体外掠平板传热层流分析解 * * 二、求 动量积分方程 * * 三、求 边界条件 * * 四、求 能量积分方程 * * （二）比拟法（紊流） 动量 热量 The relation between fluid friction and heat transfer. (for turbulent boundary layer ) 比较无量纲动量微分方程式和能量微分方程式 * 当Pr=1时，两方程的形式完全相同。 对于同一对流换热现象，二者具有相同的几何条件和物理条件，如果边界条件也相同，如：Y=0:U=0、?=0；Y??:U?1、??1，则无量纲速度分布和无量纲温度分布完全相同。 这种流动边界层与热边界层的类似是由于动量传递与热量传递具有完全相同的机理所至，因此描写这两种现象的物理量之间一定存在必然联系。 * 前面温度场的求解结果 引进新的无量纲特征数—斯坦顿(Stanton)数： 比较 以上两式称为契尔顿－科尔本比拟式 ，建立了摩擦系数与对流换热表面传热系数之间的关系。 The Stanton number The Chilton-Colburn Analogy 传热因子 j factor * 如果Pr =1，则 以上两式称为雷诺比拟式 根据动量传递与热量传递之间的类比性，通过理论分析建立起描述这两个传递现象的物理量之间的关系式（称为比拟关系式），再由已知或比较容易获得的动量传递的规律推测出热量传递的规律，这种分析方法称为动量传递与热量传递的比拟法。比拟法曾被广泛用于紊流换热问题的研究。 The Reynolds Analogy * * * * * * * * 第五章 对流传热的理论基础 Chapter 5 Convective heat transfer fundamental Non-dimensional parameter Nu , Re , Pr * * §5.1 概述 一、影响因素 （1）流体的物性（导热系数、粘度、密度、比热容等）； （2）流体流动的形态（层流、紊流）； （3）流动的成因（自然对流或强制对流）； （4）物体表面的几何因素； （5）换热时流体有无相变（沸腾或凝结）。 * * Convection heat transfer strongly depends on the fluid properties: Also depends on the fluid velocity It also depends on the geometry and roughness of the solid surface, in addition to the type of fluid flow (such as being streamlined or turbulent). When a fluid is forced to flow over a solid surface, it is observed that the fluid layer in contact with the solid surface ‘sticks’ to the surface. This is a very thin layer of fluid and is assumed to be zero velocity at the wall. * * dimensionaless convection heat transfer coefficient heat transfer coefficient Characteristic length Nusselt number In fluid flow, this phenomenon is known as the no-slip condition. An