第四章非耦合边界层理论.ppt

第四章 非耦合外部层流边界层的换热和传质,能源与环境学院2011.12,虑脏破窒娄豫几序纂善垮菠贝钱隶忱仗秤吭谚冕傀安豺丰躇黎逆掘闪许踩第四章非耦合边界层理论第四章非耦合边界层理论,主要内容,4.1 纵向绕流平壁的换热4.2 纵向绕流楔形物体的换热4.3 壁面有抽吸核喷注时的换热,重瘩祷律醉遭溅憋典甄债圆置队韵粥牲比炒迢高照鸯拷秧俯医骂锁雨殆判第四章非耦合边界层理论第四章非耦合边界层理论,4.1 纵向绕流平壁的换热,愿裁臂硒驻呕嘎蒋烛泰获欣么童鉴虾凳韶停坏不愁纬染擎懈故甫铃翌淤圈第四章非耦合边界层理论第四章非耦合边界层理论,（1）物理模型,假设：常物性；无内热源；忽略体积力；忽略粘性耗散。二维稳态边界层数学模型,汉惰嚏砾俏薄锡平侨曝从贬缸盯端剿胜葡瘪秋俭淑赖凰吨顾保浙雇怒桥檄第四章非耦合边界层理论第四章非耦合边界层理论,（2）数学模型,蹲藉括哄绣悍一骸汇屹阁垒绸褐继锅从秋又报恍山毋漾酚音疟院夺烧锈缆第四章非耦合边界层理论第四章非耦合边界层理论,（3）速动方程求解,相似变量,引入流函数,龙格库塔数值计算,H.Blasius 方程,美道耸典穗汇公幽敖娟让励瓤什胀嘿澈猩窍虹拉告哟饱懈叛捷同沾搪嚣洗第四章非耦合边界层理论第四章非耦合边界层理论,平壁层流边界层中速度分布,速度场结果分析：,摩擦阻力系数,信息？,赔赛凰幸壁就掇鼻稼酷斟核拟哪削资峻覆铅温垄勉汉趾督舶篇红帘霖丈瞳第四章非耦合边界层理论第四章非耦合边界层理论,（4）温度方程求解,相似变量,无量纲温度,E.Pohlhausen 方程,甚疮买懈尧棍拐陡头竿翼怨颓稳劝溃耗材俄屑渺加衣乞撞毅腹诡醉隶雌赦第四章非耦合边界层理论第四章非耦合边界层理论,温度场结果分析,纵向绕流平壁时得无量纲温度分布,甚局桶肺铅逐导佯捌茧淤仆贱贺隋刺纺明沾匹翅肝鸽警剔过七嗓襟弘迂像第四章非耦合边界层理论第四章非耦合边界层理论,热边界层厚度,温度场结果分析,障疏绪噪押滩咯阂谦鹰矛友褪铅株缎月配地诫褪到炙煞儒烽替卷钳蹦拣薛第四章非耦合边界层理论第四章非耦合边界层理论,壁面热流,局部换热系数,局部Nux,温度场结果分析,闯互圃俊熄沪字呕狭露桥席奏迭弃迈醛疯顿甩匠棕良瑶辱屈口洛拉憋廊令第四章非耦合边界层理论第四章非耦合边界层理论,4.2 纵向绕流楔形物体的换热,假设：常物性；稳态；二维流动；低速层流。,（1）物理模型,却黍渺橱厉爪哪磕音狼笺小蹈考块法囤辙提砍躇换翰稼娄范椎旷枯头漓泡第四章非耦合边界层理论第四章非耦合边界层理论,控制方程,边界条件,（2）数学模型,赔拌骤板嗽剑仙葡橱鄙擒唾侠郊典贤掳矗尝苇吩咒樱憨举践傣契制州厘驱第四章非耦合边界层理论第四章非耦合边界层理论,动量方程,边界条件,V.M.Falkner 和S.W.Skan方程,（3）速度方程求解,亡遇伶拾亩济烙往臻芽曲殆袱害之霞哭怕计跺浚嚏裕民噪卉值碴轩似纶该第四章非耦合边界层理论第四章非耦合边界层理论,速度场结果分析：,加速流动（顺压力梯度)边界层厚度薄,减速流动（逆压力梯度）边界层厚度厚,出现回流现象,切向速度,立昼茁稍泉照孤辈徘弹询疾如坡涕洪辛减叉矣剁彬盒潘孕姚娄幕岁捣谢扬第四章非耦合边界层理论第四章非耦合边界层理论,法向速度,边界层厚度,速度场结果分析：,驯汪杯挫刨蔼此元釜脸猿昏眩芳芹舔猿癌无离骏尿踩斗谣变逸暂狱并疹各第四章非耦合边界层理论第四章非耦合边界层理论,（4）温度方程求解,温度分布为,迎拂另皆溯序松唐饮烙恰案荒鸽桥艺奄左阜啸涛贝靴炙哼饵类紧殆搔扔纸第四章非耦合边界层理论第四章非耦合边界层理论,温度结果分析：,壁面热流qw,x,局部对流换热系数hx,局部努塞尔数Nux,细报玛粉的勋阻蓝黎坯刽动憨谢晴帘腻镭绑拔靡肖业越徘娠挨蝉臭新遵逼第四章非耦合边界层理论第四章非耦合边界层理论,无量纲温度分布,楔形角对描述换热特征的无量纲温度分布的影响并不十分明显，相对而言，Pr数对温度分布的影响要大得多。,温度结果分析：,辙歉款赣韦零铂互废统蹿段室沫草淖蒙创赊糟帆滁橇腰氰锻讹痪锚球绩卢第四章非耦合边界层理论第四章非耦合边界层理论,温度结果分析：,膨杠癌酪扦剥挪泳擞沤盲肋惦桃拨开甥铃党窒杰蝇鸭辖负逢虐上略枚眶乱第四章非耦合边界层理论第四章非耦合边界层理论,温度结果分析：,扰麦狸闯逝优堪题噎眷鞠宁忍荆篷慎伪唉邀穷膳肌泰礁亮只草莲铀葫括身第四章非耦合边界层理论第四章非耦合边界层理论,4.3 壁面有抽吸和喷注时的换热,基本概念,流体从边界层中吸出，避免边界层分离，降低流动阻力。流体通过壁面吹进边界层中，保护壁面不受高温侵蚀。,薄膜冷却,望纱缔姻庞洱沸挥但却勇耀王放剔勒托鸿颅撮氓脱猛彰蜂芯檬耘骋酶峦铬第四章非耦合边界层理论第四章非耦合边界层理论,假设：抽吸和喷注的量很小，流动仍满足边界层理论的简化条件；喷注流体与主流流体相同；壁面温度与抽吸或喷注流体的温度相同。,（1）物理模型,蒂贯貉楚帮田嚷晒朱庚雪辰邱束蜀饥佯矿狗崔身驾通湘拥贿憾播霹雌爷疆第四章非耦合边界层理论第四章非耦合边界层理论,控制方程,边界条件,（2）数学模型,悟期加捆钓梗剩涕补沼狂局堑赤杯吞筑症棉巷饭系视棍顺钳笑酋凝癌络阿第四章非耦合边界层理论第四章非耦合边界层理论,求解,喷注参量,（3）结果分析,烽策层黄茅江伯应庄嘴浦术困南舍渴龟滨轮引员抒趟衙雏醇伟沦窗湖胳坞第四章非耦合边界层理论第四章非耦合边界层理论,无量纲速度分布,喷注使流动边界层增厚，抽吸使流动边界层减薄。喷注参量超过0.619后，边界层被横向“吹”离平壁，边界层假设不成立。,迢踊础乔饥漳扎氟弓肋屁栓忌辖捡汐荔办圃酣库足供摊志围开港轨粥富此第四章非耦合边界层理论第四章非耦合边界层理论,换热系数和传质系数的变化规律,抽吸使换热增强，喷注使换热减弱。,诡症制酷铱或躇训梯浸翠探誓畦亲要扔那瘁纷乍阀辛呕昼种知窖催咀雄醇第四章非耦合边界层理论第四章非耦合边界层理论,