23 5.3 对流传热问题的数学描写及速度边界层.pptx

第1页：对流换热问题的数学描写及速度边界层

5-3 对流换热问题的数学描写及速度边界层：本页为《传热学》课程课件封面，标示课程名称与本讲主题。

第2页：二、二维、常物性、不可压缩、牛顿性流

二、二维、常物性、不可压缩、牛顿性流体（2D,Constantthermophysicalproperties,Incompressible,Newtonianfluid）5个方程，5个未知量—理论上可解u, v, t, p, hx5.2对流换热问题的数学描写

第3页：初始条件2.边界条件:IBC

• 1.初始条件2.边界条件:IBC：规定边界上流体温度分布.IIBC：给定边界上的热流密度.有IIIBC（对流边界条件）吗？

三.定解条件5.2对流换热问题的数学描写

第4页：问题的非线性

• 1.问题的非线性2.动量及能量方程耦合四.求解的困难5.2对流换热问题的数学描写

第5页：本章教学内容与目录导览

本章教学内容总体学习目标5-1对流换热概述5-2对流换热问题的数学描写5-3边界层分析及边界层方程组5-4流体外掠平板传热层流分析解及比拟理论

第6页：一、流动边界层

一、流动边界层1.定义：当流体流过固体壁面时,由于流体粘性的作用,使得在固体壁面附近存在速度发生剧烈变化的薄层称为流动边界层或速度边界层。

• 2.速度边界层厚度δ：速度等于99%主流速度。

5.3边界层分析及边界层方程组

第7页：特点：边界层厚度δ是比壁面尺度

• 3.特点：边界层厚度δ是比壁面尺度l小一个数量级以上的小量，δ<<l5.3边界层分析及边界层方程组如：20℃空气在平板上以16m/s的速度流动，在1m处边界层的厚度约为5mm。

空气沿平板流动时边界层厚度变化的情况速度边界层厚度m/scmcm

第8页：4.边界层内的流动状态

• 4.边界层内的流动状态：也有层流和湍流之分。

层流底层湍流核心对于外掠平板的流动，一般取临界雷诺数5.3边界层分析及边界层方程组

第9页：5.3边界层分析及边界层方程组外掠平板边

5.3边界层分析及边界层方程组外掠平板边界层

第10页：引入速度边界层的意义

• 5.引入速度边界层的意义：流动区域可分为主流区和边界层区，主流区可看作理想流体的流动，只在边界层区才需要考虑流体的粘性作用。

xy0lxδu∞主流区边界层区5.3边界层分析及边界层方程组