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高等传热学边界层有哪些特点(传热学边界层理论)

教会网 2022-10-30

谁能说明下传热学中第一二三类边界层

你好,

高等传热学边界层有哪些特点(传热学边界层理论)

第一类边界条件:规定了边界上的温度值。

第二类边界条件:规定了边界上的热流密度。

第三类边界条件:规定了边界上物体与周围流体间表面传热系数h以及周围流体的温度Tf。

什么叫传热边界层

传热边界层,通俗的说,就是垂直于传热壁面,有个温度分布的问题,越靠近壁面,温差越大,于是人为的规定温差大的这一层叫做传热边界层,再说专业点,就是这个边界层反应了整个传热过程的阻力主要集中在这一层。

对流换热的热边界层

实验观察发现,在对流换热条件下,主流与壁面之间存在温度差。在壁面附近的一个薄层内,流体温度在壁面的法线方向上发生剧烈的变化;而在此薄层之外,流体的温度梯度几乎等于零。因此,可以将边界层概念推广到温度场中。固体表面附近流体温度发生剧烈变化的这一薄层称为温度边界层(热边界层),其厚度记为δ。对于外掠平板的对流换热,类似于速度边界层得定义,传热学中一般也将达到来流过余温度99%的流层处,定义为δ的外边界。除液态金属及高粘性的流体外,热边界层的厚度δ在数量级上是个与运动边界层厚度δ相当的小量。于是对流换热问题的温度场也可以分为两个区域:热边界区和主流区。在主流区,流体中温度变化率可视为零,这样就可把研究的热量传递的区域集中到热边界层之内。

流动边界层,传热边界层,传质边界层的形成?

Ⅰ外部流动的边界层形成与发展

流体一经与固体表面接触,就黏附在表面上,速度为零。这层静止流体对临近的流体层施加粘性阻力,使第二层流体速度减慢,开始形成边界层。由于第二层流体损失了动量,它开始对第三层施加粘性阻力,于是第三层流体也损失动量,随着x增大(流体向前运动),越来越多的流体层速度减慢,使边界层沿x方向(流体方向)不断增厚。

在边界层的起始段,当x小于临界长度时,流动为完全层流,为层流边界层区,它既不受表面粗糙度的影响,也不管来流是层流还是湍流。由于此时边界层很薄,其中dux/dy很

大,形成湍流的可能性很小,这表明壁面对湍流的发展具有抑制作用。但只要平板足够长,当x大于临界长度后,边界层的流动变得不稳定起来,而且δ随x增大迅速增大,这时进入过渡边界层区。再经过一段距离以后,边界层内的流体流动完全转变为湍流流动,称为湍流边界层区。

Ⅱ内部流动的边界层形成与发展

在管道进口处,流体速度均匀,法向du/dy=0,δ=0。一进入管道,因为粘附条件,在y=0处,u=0,开始形成边界层。由于粘性作用,沿管长增加边界层厚度δ增大。直至边界层发展到轴心,之后速度分布不再变化,边界层充满了整个流动截面,建立了“充分发展了的流动”。在充分发展开始的轴心点,若边界层还是层流边界层,则之后全管为层流;若边界层已发展成为湍流边界层,则之后全管湍流。(管内湍流仍可分为层流底层,缓冲区,湍流核心三层。)

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