(8)--CHAP5-3-传热学传热学传热学.ppt

4.3 边界层换热微分方程组边界层换热微分方程组高尔夫球表面光滑还是粗糙好？高尔夫球表面光滑还是粗糙好？4.3 边界层换热微分方程组边界层换热微分方程组高尔夫球运动起源于15世纪的苏格兰。4.3 边界层换热微分方程组边界层换热微分方程组最早的高尔夫球（皮革已龟裂）人们认为表面光滑的球飞行阻力小，选用皮革制球4.3 边界层换热微分方程组边界层换热微分方程组光滑球现在的高尔夫球表面有许多窝。在同样大小和重量下，飞行距离为光滑球的5倍。非光滑球4.3 边界层换热微分方程组边界层换热微分方程组后来发现表面有很多划痕的旧球反而飞得更远。这个谜直到20世纪建立边界层理论后才解开。4.3 边界层换热微分方程组边界层换热微分方程组一、流动边界层一、流动边界层定义：指粘性流体在固体表面附近流体速度发生剧烈变化的一个薄层。4.3 边界层换热微分方程组边界层换热微分方程组从 y=0、u=0 开始，u 随着 y 方向离壁面距离的增加而迅速增大；经过厚度为 的薄层，u 接近主流速度 u无滑移状态无滑移状态流动边界层流动边界层4.3 边界层换热微分方程组边界层换热微分方程组边界层厚度：u/u=0.99 处离壁的距离 边界层区：流体的粘性作用起主导作用，流体的运动可用 粘性流体运动微分方程组描述（N-S方程）主流区：速度梯度为0，=0；可视为无粘性理想流体；欧拉方程边界层概念的基本思想边界层概念的基本思想流体外掠平板时的流动边界层流体外掠平板时的流动边界层临界距离xc：由层流边界层开始向湍流边界层过渡的距离平板：平板：湍流边界层：临界雷诺数临界雷诺数粘性底层（层流底层）：紧靠壁面处，粘滞力会占绝对优势，使粘附于壁的一极薄层仍然会保持层流特征，具有最大的速度梯度4.3 边界层换热微分方程组边界层换热微分方程组流动边界层的几个重要特性流动边界层的几个重要特性边界层厚度边界层厚度 与壁的定型尺寸与壁的定型尺寸L L相比极小，相比极小，。“”相当于4.3 边界层换热微分方程组边界层换热微分方程组三、边界层换热微分方程组三、边界层换热微分方程组数量级分析数量级分析u沿边界层厚度由0到u由连续性方程：二维、稳态、二维、稳态、强制对流强制对流、层流、忽略重力层流、忽略重力x x方向动量方程方向动量方程y y方向动量方程方向动量方程4.3 边界层换热微分方程组边界层换热微分方程组能量方程能量方程4.3 边界层换热微分方程组边界层换热微分方程组层流边界层对流换热层流边界层对流换热微分方程组微分方程组3个方程、个方程、3个未知量：个未知量：u、v、t，方程封闭方程封闭如果配上相应的定解条如果配上相应的定解条件，则可以求解件，则可以求解4.3 边界层换热微分方程组边界层换热微分方程组谢谢谢谢!