传热学传热学HeattransferHeattransfer张靖周能源与动力学院Chapter5SinglePhaseFluidConvectiveHeatTransfer第五章单相流体对流换热Lecture8FocusofThisLecture本讲要点�对流换热过程实验研究�典型的相似特征数�相似特征数关联式应用�外掠曲面/平壁的差异5-1相似原理及量纲分析5-1相似原理及量纲分析一、问题的提出�数学求解上的困难�类比原理的局限性数值模拟实验研究�尽管数值传热学发展很快，但实验研究仍是检验数值模拟和数学模型正确与否的唯一方法�表面传热系数是众多因素的函数；有些影响因素相互制约和影响（如：温度与热物性）；如果逐个研究各变量的影响，实验工作量极为庞大、也极难进行—相似理论指导下的实验研究二、同类现象和相似现象宇宙中的现象无穷，层层叠叠，种类繁多几何现象物理现象化学现象生物现象………...电磁现象流动现象对流换热………...单相流体相变换热强迫对流自然对流现象同类现象和相似现象有何区别？�用相同形式和内容的数学方程式所描述的现象�电场与温度场：方程形式相同；内容不同02222=∂∂+∂∂yTxT02222=∂∂+∂∂yExE同类现象非同类现象之间可以谈类似，进行类比(条件？)相似现象(Similarphenomena)只有属于同一类型的物理现象才有相似的可能性，也才能谈相似问题�同类现象中那些对应(包括时间和空间)的同名物理量之间互成比例的现象。物理相似：影响物理现象的所有物理量分别相似的总和就构成了物理相似三、物理现象相似的基本概念�示例1：流体在圆管内稳态流动时速度场相似�速度沿x、r方向变化如果在空间对应点上：........"'"3'3"2'2"1'1"'"3'3"2'2"1'1llCRRrrrrrrCllxxxxxx==========ummCuuuuuuuuuuuu======="'"'"max'max"3'3"2'2"1'1....�速度成正比：几何相似倍数速度场相似倍数�温度沿x、y方向变化，如果在空间对应点上：�过余温度成正比：....;...."'"3'3"2'2"1'1"'"3'3"2'2"1'1lnnlnnCyyyyyyyyCxxxxxxxx==========θθθθθθθθθCnn====="'"3'3"2'2"1'1....温度场相似倍数�示例2：流体外掠平板边界层温度场相似若两个对流换热现象相似，它们的温度场、速度场、物性场、壁面几何因素等都应分别相似即：在对应瞬间、对应点上各物理量分别成比例........;";";"";";""";"'''''''''νλθτννλλυυθθττCCCuuCCzzyyxxCul=========Summary研讨问题1各相似倍数是否任意？�各影响因素彼此不是孤立的，它们之间存在着由对流换热微分方程组所规定的关系。�各相似倍数之...
