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高速流动下的换热本讲稿第一页，共十七页高流速换热现象：高流速换热现象：燃气与涡轮叶片间的换热燃气与涡轮叶片间的换热火箭发动机中燃气与喷管间的换热火箭发动机中燃气与喷管间的换热航天器返回地球与大气层的换热航天器返回地球与大气层的换热高速轴承润滑与轴承衬套表面的换热高速轴承润滑与轴承衬套表面的换热换热特点：换热特点：粘性耗散效应引起流体温度的变化及由此引起流体物粘性耗散效应引起流体温度的变化及由此引起流体物性参数的变化性参数的变化流体被滞止压缩引起密度和其它物性参数的变化由此导流体被滞止压缩引起密度和其它物性参数的变化由此导致流体的压缩性致流体的压缩性物性参数的变化引起速度场和温度场的变化物性参数的变化引起速度场和温度场的变化本讲稿第二页，共十七页主要研究内容主要研究内容粘性耗散对温度分布和换热的影响粘性耗散对温度分布和换热的影响 库埃特流动库埃特流动 泊肃叶流动泊肃叶流动限于流速不太高的情况限于流速不太高的情况物性按常物性处理物性按常物性处理本讲稿第三页，共十七页具有摩擦热的库埃特流动具有摩擦热的库埃特流动9.1 考虑粘性耗散的库埃特流动考虑粘性耗散的库埃特流动本讲稿第四页，共十七页假设假设流动为稳态的层流流动为稳态的层流流体的物性为常量流体的物性为常量简单的库埃特流动简单的库埃特流动无限大平板没有边缘效应无限大平板没有边缘效应流动与换热已处于充分发展流动与换热已处于充分发展忽略体积力的影响忽略体积力的影响流体无内热源流体无内热源本讲稿第五页，共十七页数学模型的简化数学模型的简化本讲稿第六页，共十七页库埃特流动库埃特流动数数学学模模型型本讲稿第七页，共十七页模型的求解模型的求解本讲稿第八页，共十七页库埃特流动库埃特流动数数学学模模型型外界温差驱动势叠加于粘性耗散引起的热量传递上外界温差驱动势叠加于粘性耗散引起的热量传递上本讲稿第九页，共十七页模型求解模型求解如何分析热流的方向？如何分析热流的方向？Ec准数的物理意义？准数的物理意义？本讲稿第十页，共十七页9.2 考虑粘性耗散的泊肃叶流动考虑粘性耗散的泊肃叶流动两块平板静止两块平板静止压差引起流体的运动压差引起流体的运动泊肃叶流动泊肃叶流动本讲稿第十一页，共十七页假设假设流动为稳态的层流流动为稳态的层流流体的物性为常量流体的物性为常量无限大平板没有边缘效应无限大平板没有边缘效应流动与换热已处于充分发展流动与换热已处于充分发展忽略体积力的影响忽略体积力的影响流体无内热源流体无内热源本讲稿第十二页，共十七页数数学学模模型型本讲稿第十三页，共十七页模型求解模型求解本讲稿第十四页，共十七页1.0 1.00.5 0.50 0.5 1.0 1.5泊肃叶流动时无量冈温度分布泊肃叶流动时无量冈温度分布本讲稿第十五页，共十七页9.3 考虑粘性耗散的可压缩边界层流动考虑粘性耗散的可压缩边界层流动密度密度变化变化方程不封闭方程不封闭压缩功压缩功粘性耗散粘性耗散热效应热效应动量能量方动量能量方程相耦合程相耦合本讲稿第十六页，共十七页本讲稿第十七页，共十七页