安徽工业大学-高等传输原理-三传的基本概念.pptVIP

* * * 2、边界层厚度 边界层的厚度，从理论上讲，应该是由平板的壁面处流体速度为零的地方一直到流速达到外界来流速度 的地方，也即粘滞力正好不再起作用的地方。严格地说，这一界限在无穷远处。 * 是一个微量，这是边界层的重要特征。 * 3、边界层内的流动特征 边界层流动同样有两种状态——层流和湍流。如图5-2所示，在边界层的前部，由于 较小，速度梯度 很大，粘性切应力的作用就很大，这时流动属于层流，称为层流边界层。 * （a）层流边界层 （b）混合边界层 （c）紊流边界层 * 当 达到一定数值时(如平板绕流Re＞3×105～3×l06)，经过一个过渡区后，层流转变为湍流，形成所谓湍流边界层。湍流边界层总是在平板的后部形成，因为这里的雷诺数很大。从层流边界层转变为湍流边界层的点 称为转折点。影响边界层转折点的因素很复杂，其中重要的因素有边界层外流动的压力分布、壁面性质，来流的湍流强度及其各种扰动等。确定转折点的临界雷诺数主要依靠实验。 * * 应当注意，无论是过渡区还是湍流区，边界层最靠近壁面的一层始终做层流流动，这一层称为层流底层，这主要是因为在最靠近壁面处由于壁面的作用使该层流体所受的粘性力永远大于惯性力。这里要特别说明的是，边界层与层流底层是两个不同的概念。层流底层是根据有无脉动现象来划分，而边界层则是根据有无速度梯度来划分的。因此边界层内的流动既可以为层流，也可以为湍流。 * 4、不同来流速度时的边界层 对于管内的流动，当流体速度较小时，即在Re数低于临界值时，形成的边界层如图。靠管壁并随流入深度增加时，层流流层厚度增加，在L后到达管轴，以后在整个管道截面上均保持层流流动，截面的速度呈抛物线分布。L段称管流的起始段，以后称为充分发展了的管流流动。 充分发展的管流层流流动 * 在流体速度较大时如图，即当Re数大于临界值以后，流动则由层流变为紊流，在层流边界层的厚度还未达到管轴之前即进入向紊流转变的过渡区，而后，于紊流区仅保持了厚度较小的层流底层，大部分空间为紊流核心所占据。 充分发展的管流紊流流动 * 当流体流过曲面时，由于曲面使流动的有效截面改变，使边界层外边界上的流速改变，从而使压力也随流向而变化。因此，曲面边界层具有不同于平面边界层的特征，即存在边界层脱离和产生旋涡流动的现象。如图，船的行驶，在后部产生了旋涡。 曲面边界层 * * 第二章 热量的传输基本概念 传热：由于温度差引起的热量转移过程统称为传热。 研究不同的物体间，或同一物体的不同部位间存在温度差时，其间的热量传递的规律。 传热的三种基本方式：导热、对流、辐射。 * 1.???温度场 物体温度随空间坐标的分布和随时间而变化的规律。 温度场是连续函数 * 讨论： * 2、等温面 * 等温线特点： * 3、温度梯度 * * 4、热流量与热通量 * 当流体流过与其温度不同的壁面时，流体与壁面之间发生热量传输。 温度边界层也称热边界层：壁面温度tw变化到主流温度tf这一流体薄层称为热边界层。 5. 热边界层 * * 热边界层的特点： * * * 1.质量传输的方式 * 2．浓度场和传质的两种状态 * * 3．浓度梯度 * 4、浓度边界层 I II Cf Ci Cw Y X C δc 质量边界层的定义：流体流过固体（或流体）表面并与其进行传质过程时，靠近表面存在浓度梯度的一薄层，称为质量边界层。 由传输过程的类似性，动量和热量边界层的概念可推广应用于质量传输过程，从而建立质量边界层或浓度边界层概念。 * 质量边界层的特点： 1）定义：C=0.99（Cf-Cw）+Cw 作为浓度边界层的外缘。 2）浓度边界层的厚度是指从固体表面到浓度C=0.99（Cf-Cw）+Cw 处的距离，用δc表示。 I II Cf Ci Cw Y X C δc 3）在边界层内有浓度梯度，边界层外无浓度梯度 * “有效边界层” * Cf X Cw C（x） δc δc’ A 2 有效边界层厚度 * * 梯度来源于方向导数，但本身却为矢量，其正方向规定为沿等值面的法线方向并且指向函数值增大的一侧。 在直角坐标系下梯度常写为： 这里的 为x，y，z三个坐标轴上的单位矢量。 * * 2、散度 * * * 3、旋度 * Ω u us