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1、第七章第七章 层流边界层的流动与换热层流边界层的流动与换热 7-1 对流换热中的根本问题对流换热中的根本问题 图7-1 沿平板流动的边界层速度和温度分布 7-1 对流换热中的根本问题对流换热中的根本问题 4以二维常物性不可压缩流体为例，控制微分方程组可由第六章中的基本方程得到：4边界条件为：4壁面处4u=0，非滑移界面4v=0，无渗透表面4T=Tc，常壁温4远离壁面处4uU，均匀流4v=0，均匀流4T=T，均匀温度4求解以上方程组，可以得到速度场和温度场，利用粘性定律可以得到表面摩擦阻力，利用傅里叶定律可以得到壁面处的热流密度。7-1 对流换热中的根本问题对流换热中的根本问题 47-2-1 速
2、度边界层速度边界层7-2 边界层分析边界层分析 7-2 边界层分析边界层分析 47-2-2 温度边界层温度边界层7-2 边界层分析边界层分析 47-2-3 边界层微分方程组边界层微分方程组4在主流区4 (7-2-1)4用表示速度u由壁面处的u=0 变化到接近主流速度U的距离的数量级。在边界层区域，可以得到如下数量级关系：4x L，y，uU7-2 边界层分析边界层分析 边界层概念的引入可使换热微分方程组得以简化边界层概念的引入可使换热微分方程组得以简化数量级分析：数量级分析：比较方程中各量或各项的量级的相对大小；保留比较方程中各量或各项的量级的相对大小；保留量级较大的量或项；舍去那些量级小的项，
3、方程大大简化量级较大的量或项；舍去那些量级小的项，方程大大简化3 边界层换热微分方程组边界层换热微分方程组5个基本量的数量级：个基本量的数量级：主流速度：主流速度：温度：温度：壁面特征长度：壁面特征长度：边界层厚度：边界层厚度：x 与与 l 相当，即：相当，即：0(1)、0()表示数量级为表示数量级为1和和 ，1 。“”相当于相当于例：二维、稳态、强制对流、层流、忽略重力例：二维、稳态、强制对流、层流、忽略重力 首先确定：首先确定：连续性方程：连续性方程：数量级分析数量级分析 动量微分方程：动量微分方程：可忽略可忽略 能量微分方程：能量微分方程：表明：边界层内的压力梯度仅沿表明：边界层内的压力
4、梯度仅沿 x 方向变化，而边界层内法方向变化，而边界层内法向的压力梯度极小。向的压力梯度极小。边界层内任一截面压力与边界层内任一截面压力与 y 无关而等于主流压力无关而等于主流压力可视为边界层的又一特性可视为边界层的又一特性层流边界层对流换层流边界层对流换热微分方程组：热微分方程组：3个方程、个方程、3个未知个未知量：量：u、v、t，方程，方程封闭封闭如果配上相应的定解如果配上相应的定解条件，则可以求解条件，则可以求解边界层积分方程式从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。