流体以层流掠过平板时,在长度内的平均表面传热系数h与x处局部换热系数hx之比h:hx为()。
A 、13
B 、12
C 、21
D 、31
【正确答案:C】
根据局部表面传热系数,而平均表面传热系数可得h:hx=21。
规律:流体外掠平板时,沿平板的垂直方向上的温度分布是变化的,这个变化在平板附近较大,但超过一定距离后,这个变化就微乎其微了,即远离平板的流体,其温度几乎还是来流温度,故为了便于研究起见,就人为规定了“温度边界层”的厚度,在这个厚度里,可以用边界层方程。
由于流体粘滞力的作用,使流体在固体壁面上处于不流动的状态,所以使流体速度从壁面上的零速度值逐步变化到来流的速度值。通过固体壁面的热流也会在流体分子的作用下向流体扩散(热传导),并不断地被流体的流动而带到下游,因而对流换热过程热对流与导热的综合作用的结果。
基本简介
对流换热是指流体与固体表面的热量传输。对流换热是在流体流动进程中发生的热量传递现象。对流换热与热对流不同,既有热对流,也有导热;不是基本传热方式。
例如:家用空调换热器铝翅片既有导热又和空气进行对流换热实际流体都是有粘性的,由于粘性的作用,靠近固体壁面的流体滞止,流体力学中称为无滑移边界条件。壁面与流体间的换热必须经过这一个边界层,而穿过静止流体的热量传递方式只能是导热。
以上内容参考:百度百科-对流换热
对流换热是指流体与固体表面的热量传输。对流换热是在 流体 流动进程中发生的 热量传递现象,它是依靠流体 质点的移动进行热量传递的,与流体的流动情况密切相关。当流体作 层流 流动时,在垂直于流体流动方向上的 热量传递,主要以热传导(亦有较弱的 自然对流)的方式进行。对流换热与热对流不同,既有热对流,也有 导热;不是基本传热方式。例如:家用空调换热器铝翅片既有 导热又和空气进行对流换热 ,由于在贴壁面处 流体受到粘性的作用,没有相对于壁面的 流动,称为壁面无滑移条件。因此,由壁面无滑移条件可知,在极薄的贴壁 流体流层中,热量只能以 导热的方式进行传递。将傅里叶定律用于贴壁面 流体层可得
将牛顿冷却公式q=h△t与上式联立求解可得以下的换热微分方程:
上式表面,表面传热系数h的求解依赖于 流体温度场的求解。为了简化分析,对于影响对流换热问题的主要因素,在推导时作下列简化假设:① 流体为 连续介质;
② 流动是二维的;
③流体为不可压缩的牛顿流体;
④流体物性为常数;
⑤忽略耗散热。可以推导出如下的对流换热微分方程:
上式中左边第一项是非稳态项,表示温度随时间的变化率;第二项与第三项称为对流项,表示由于 流动产生的 热量传递; 方程右边称为扩散项,表示由于 流体 导热产生的热量的传递。
为确定流体表面传热系数有h=f(u,l(流动);ρ,η,λ,Cp(物性))
根据不同的边界条件(要测定)用不同方法确定特征温度tm
这样就可以利用牛顿冷却公式、导热方程、以及不同流态的修正经验公式求解