24 5.4 温度边界层及边界层微分方程组.pptx

第1页：温度边界层及边界层微分方程组

5-4 温度边界层及边界层微分方程组：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、温度边界层(热边界层)

二、温度边界层(热边界层)1.定义：在对流换热时，固体壁面附近温度发生剧烈变化的薄层称为温度边界层或热边界层。

热边界层厚度-可否定义成Tδ＝99％T∞？

5.3边界层分析及边界层方程组

第3页：特点：温度边界层厚度δ

• 3.特点：温度边界层厚度δt也是比壁面尺度l小一个数量级以上的小量,δt<<l。
• 4.引入温度边界层的意义：温度场也可分为主流区和边界层区，主流区流体中的温度变化可看作零，因此，只需要确定边界层区内的流体温度分布。

5.3边界层分析及边界层方程组

第4页：流体的运动粘度反映了流体中由于分子运动而

流体的运动粘度反映了流体中由于分子运动而扩散动量的能力，这一能力越大，粘性的影响传递越远，因而流动边界层越厚。

相类似，热扩散率越大则温度边界层越厚。

Pr数反映了流动与温度边界层厚度的相对大小。

δδtPr>1δtδPr<15.比较δ与δt的相对大小5.3边界层分析及边界层方程组

第5页：根据普朗特数的大小，流体一般可分为三类

根据普朗特数的大小，流体一般可分为三类：（1）高普朗特数流体，如一些油类的流体，在102~103的量级；

• （2）中等普朗特数流体，0.7~10之间，如气体为0.7~1.0,水为0.9~10；
• （3）低普朗特数流体，如液态金属等，在0.01的量级。

5.3边界层分析及边界层方程组

第6页：边界层特点总结

边界层特点总结：θ流场区域可以分为边界层区和主流区θ边界层内及很大θθ边界层内流动状态分为层流与湍流，湍流边界层又分为湍流核心与层流底层5.3边界层分析及边界层方程组

第7页：三、边界层微分方程组边界层微分方程组

三、边界层微分方程组边界层微分方程组是指对边界层区域的数学描述，它是在完整的数学描述基础上根据边界层的特点简化而得到。

简化可采用数量级分析的方法。

5.3边界层分析及边界层方程组1.数量级分析方法的基本思想分析比较方程中等号两侧各项的数量级大小，在同一侧内保留数量级大的项而舍去数量级小的项普朗特(Ludwig Prandtl,1875～1953)，德国物理学家，近代力学奠基人之一，于1904年首先提出