




版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领
文档简介
1、高等传热学对流部分主讲:朱华zhuzju浙江大学能源工程系及参考书等,高等教育:高等传热学参考书:,20081.高温传热学屠传经等编著,浙江大学,19972. Heat and Mass TransferE.R.G. Eckert & R.M. Drake中译本传热与传质分析3. Convective Heat TransferA. Bejan, 19854.对流传热传质分析杰,西安交大,19915.对流换热理论,19836. Convective Heat TransferL.C.Burmeister, 19837. Convective Heat and Mass Transfer
2、W.M.Kays, 19808.高等传热学杨等编著, 上海交通大学, 2004.第一讲守恒方程Conservation EquationsI. Introduction(1) Convection 对流bulk motion of fluidConvehere 拉丁文,搬东西(流体)流体(2) Continuum 连续体(稀薄气体除外)(3) 两种处理Langrangefixed mass system(取一体0,1atm,air 106molecularsC.V.3.3×10-5cmd)B.L.Eularfixed volume system(open)(4) Convective
3、 heat transfer coefficienta(苏),h(英美)Solution for hl¶th =f×求解贴壁处的温度梯度t¥ - tw¶yy =0+hDt = -l ¶t= -l ¶tfs ¶y¶yy =0+y =0-Newtons lawFourierss lawyttwxh 的影响因素:h =f (u, l,r,m, c,l)¶t¶y流体t 分布贴壁处t 梯度分析法求解+y=0:PDEs 对流换热PDEs Complete egs.(仅方程和结果)B.L.PDEs(exact
4、)IEs以前(approximate)比拟详细,不再论述比拟,比拟等热-动实验大学重点不再重复(experimental )相似理论 PDEs量纲分析数值解(Numerical ) PDEs (专门课)本课重点之一求PDEsII.Complete Eqs.完整的对流换热PDEs(1) Mass conservation Eg.(Continuity eg.)质量守恒原理Rate of creation of mass = 0(a) 3-D,us/s,Compressible ( r¹ Const , r=f (P)¶r¶(ru)¶(rv)¶(r
5、w)¶t+¶x+= 0¶y¶z或Ñ(rrV ) = 0divergence 散度或div(rrV ) = 0V-velocity vector 速度向量C.V.dr另一形式:+ rdivV= 0dt¶¶¶+ w ¶d全导数=+ u+ vdt¶t¶x¶y¶z¶(ru) + ¶(rv) + ¶(rw) = 03-D, s/s, incompressible¶x¶y¶z(b) s/s,incompressible
6、 =const.=Const.incompressible f(P)constant property f(T)divV=0¶u + ¶v = 02-D¶x¶yd r= 1 ( ¶r+ 1 ( ¶rr=f(T,P)d T = Kd P - bd Tr ¶P )Td Pr ¶T )PrT1 ( ¶rK=r ¶P )T为等温压缩系数Tb= 1 ( ¶v )= - 1 ( ¶rr ¶T )P为容积膨胀系数Pv¶Td r= 0IfKT00(液体)ordP0dT0r
7、(气体,当Mach0.3)KT=2×10-5/bar,=2×10-4/Kwaterideal gasb= 1 » 10-3/KT(c) In tensor notation x,y,zx1,x2,x3xi u,v,wu1,u2,u3uiaibi=a1b1+a2b2+a3b3表示三条规则¶r¶(rui )(i)¶t+= 0¶xi¶r¶(ui )¶t+ r ¶x= 0(ii)(iii)i¶(rui ) = 0¶xi¶(ui ) = 0(iV)¶xi(
8、2) Momentum Conservation Egs.Change of Mom. storageMom.C.V.Mom. inflowexternal forces on C.V.outflowRate of creation of Mom. in i-direction=Fisurface forces body forcesNewtonian fluid (牛顿流体)Navier-Stokes Egs.(a)一个éæ ¶u¶v öù¶ éæ ¶w¶P¶¶u
9、¶¶u öùd u2r= -+(2m- mdivV ) +êmç+÷ú +êmç+÷ú + rfxdt¶x¶x¶x¶y ëè ¶y¶x øû¶z ëè ¶x¶z øû3m=Const. 2-D,S/S, 牛r=Const. 3-D,S/S, 牛incomp.Cperties(b)五个3-Drd
10、 u = F - ÑP + mÑudtæ ¶2u¶2u ö¶u¶u¶P+ mçè÷ør(u ¶x + v ¶y ) = rfx-+ ¶y2¶¶2xx2-Dæ ¶2v¶2v ö¶v¶v¶Pr(u ¶x + v ¶y ) = rfy-+ mçè+ ¶y2÷ø¶¶2
11、yxincomp.,const. Properties, 牛顿流体(c)三个用æö¶P¶¶duiuç÷ + rgir= -+ mi¶x ç ¶x÷dt¶xèøijjm( ¶¶u +¶¶u +¶¶u )¶x ¶x¶y ¶y¶z ¶zN = kg × NFx = rfx体积体积力m3m3kgfx质量体积力(3) Energy Con
12、servation Eg.Rate of creation of energy = 0C.V.中能量增加internal heat sourceEuler point of view:E=W+ Fconv+ Fcond+ Frad+ Fs (固) Langrange :E- Fconv= W+ Fcond+ Frad+Fs (移)C.M.中能量增加0rde(a)formdt¶(re0 d x d y d z)+ v2 + w22+ uE =(i)e= e0总能¶t2动能(w)(J/g)内能C.V.= -é ¶ (re0u)+)ù¶
13、182;y(re0v)+¶¶z(ii)Fr0净e w ú d x d y d zê¶xconvëûx-directionnet.(energy in-energy out)rud yd z ×e0 - érud yd z ×e0 + ¶ (rue0 d yd z ×)d xù = - ¶ (rue0 d yd z d x)êëúû¶x¶xy-directionz-directioné &
14、#182; æ¶t ö¶ æ¶t ö¶ æ¶t öù¶(iii)F=l+çl÷ +ld xd y d z = -ç÷ç÷qi d xd y d zêúcond¶¶¶¶¶¶¶xèxøyyzèzøûxèøëi- l¶t d y d z
15、x-directionenergy in¶xenergy out - l¶t¶(-l¶t dy d z d x)d y d z +¶x¶x¶xFRad.= qRad. d xd y d z(iV)(V)Fs = sd xd yd z分别代入E=W+ Fconv+ Fcond+ Frad+ Fs得:éù¶0rd edt d x d y d z = ê- ¶x qi+ qRad.+ S ú d x d y d z + wëûird e(b)formd
16、t+ v2 + w2u 2internal energy forme0= e +2Work done at surface & body (Wsurf.+Wbody=W)éù+ v2 + w2u2d= êr+ gy) - P divV + mfú d x d y d zWsurf .(dt2动能ëû位能Compressive workViscous dissipation粘性耗散函数C.V.膨胀或压缩所需的功Mechanical energy(reversible 可逆 )(可逆 )(irreversible 不可逆 )= -
17、rgv d x d y d zWbody= Wsurf . + WbodyWde0W及e0代入rform得dt¶rd e = -q + q+ S - P divV + mfiRdt¶xi¶(l ¶t ), or div(lgrad t)¶xi¶xi热éæ ¶u ö2æ ¶wö2 ùéæ ¶v¶u ö2 ùæ ¶v ö2¶u ö2¶v
18、246;2æ ¶wæ ¶w23m(divV )2mf= 2mêç+ ç÷+ çú + mêç+÷+ ç+÷+ ç+ú -úû÷÷÷êëè ¶x øè ¶y øè ¶z øêëè ¶x¶y øè
19、82;y¶z øè ¶x¶z øúûViscous normal stressViscous shear stressi = e + Prd i(c)formEnthalpy 焓rdt连续 =rdivVd i = d e + 1 d P - P d rdtdtr dtr2dt代入得¶¶xrd iq + q+ S + mf+ d P= -iRdtdtid Trc(d)formi=f(T,P)pdtb= - 1 ( ¶r¶i¶id id Td Pr ¶T )P
20、= (+ ()PTdt¶Tcpdt¶Pdt= v - T ¶v= 1 + T ( 1 ¶r= 1- bTrr r¶T )P¶TrPd T + 1- bT d Pd i= cPdtdtrdt代入式(6-3-13)得¶d Tdtq + q+ S + mf+ bT d Prc= -piR¶xdtiIf incompressible =0,s=0,qR=0,=0,S/S,3-D,const. property,,则:æ ¶2t¶2t ö¶t¶t¶t
21、82;2tç÷ør+ v+ w) = l+ ¶y2 + ¶z2c (up¶¶¶¶2xyzxèd T(e)formrcdr1vv =, dv = -dtrr2e=f(T,v)dr1d v = - 1=Ñ×Vd e = ¶ed T + ¶ed vdtr2dtrdt¶Tcvdt¶vdt= -rÑ ×V (or - rdivV )vT¶p= - p + T ¶Trrd e = rcd T + T d P&
22、#209; ×V - PÑ ×Vr代入式(6-3-10)得vdtdtd T¶q - T ( ¶P )d Trc= -Ñ×V + mfrvidt¶x¶Ti. Boundary Layer Eqs.Complete egs.B.L.egs数量级比较法estimating order of magnitude(1) Assumptions(8个)(a)(b)(c)(d)(e)(f)(g)(h)incompressible Constant properties No S. qr2-Ds/sno viscous
23、dissipation Newtonian fluidForced convection ( no body force or neglected )(2) Complete egs.¶u + ¶v = 0(a)¶x¶yæ ¶2u¶2u ö¶u¶u1 ¶Pç÷ø+ v= -+n+x¶y2u(b)¶¶r¶¶2xyxèæ ¶2v¶2v ö¶v¶
24、;v1 ¶P+ v= -+nçè+ ¶y2÷øu(c)¶¶r ¶¶2xyyxæ ¶2t¶2t ö¶t¶t= aç÷+ v+uç÷(d)¶x¶y¶¶y22xèø(3) 用数量级比较法B.L.egs应用边界层性质d << 1, d » 1,d d, x LuudtdLt¶Tw 1Ly d,d, u ud¥t¶yv ud(eq.(a),¶ 1 , t t L¥w¶xLp r
温馨提示
- 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
- 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
- 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
- 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
- 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
- 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
最新文档
- 2025年度全国总代理合同:XX服装品牌全国市场总代理权授权书
- 台球馆装修合同模板及明细
- 2025年度塑胶颗粒行业人才培训与引进合作协议
- 2025年度房屋租赁房东合同-租赁合同风险防控指南
- 工厂水电安装协议范本
- 2025年度多式联运货物保险合同样本
- 2025年度医疗机构执业药师聘用合同及药品安全培训协议
- 2025年度手电动车转让协议书:手电动车品牌加盟连锁经营合同
- 2025年度互联网干股合作协议范本
- 2025年度个人银行卡领用与高端商务服务合同
- 北京市海淀区2023-2024学年高二下学期期末考试数学试卷 含答案
- JTS257水运工程质量检验标准
- 追觅在线测评28题及答案
- 名医诊所合作协议书
- 小学数学北师大版三年级下长方形的面积教案
- 光伏雨季施工方案
- 2024年上海交通大学招考聘用高频考题难、易错点模拟试题(共500题)附带答案详解
- 2024年六年级语文下册全册单元教材分析
- 2024年江西省中考生物·地理合卷试卷真题(含答案逐题解析)
- 跌倒坠床公休座谈会课件
- 浙教版(2023)六上 第15课 人机对话的实现 教案3
评论
0/150
提交评论