第十章自然對(duì)流

第十章自然對(duì)流自然對(duì)流要點(diǎn)新術(shù)語(yǔ)Volumetricthermalexpansioncoefficient體積膨脹系數(shù)Grashofnumber格拉曉夫數(shù)Rayleighnumber瑞利數(shù)浮力就是自然對(duì)流得驅(qū)動(dòng)力Buoyancy重點(diǎn):大空間垂直平壁上得層流自然對(duì)流Nu關(guān)聯(lián)式自然對(duì)流得邊界層浮力流體密度差體積力:重力,科里奧利力

溫差密度差浮升力自然對(duì)流自然對(duì)流換熱自由發(fā)展邊界層熱管道,熱導(dǎo)線等大空間豎直平壁上得自然對(duì)流換熱u(x,y)ygxvu層流,湍流?層流:熱阻主要取決于邊界層厚度,hx逐漸減小湍流:局部對(duì)流換熱系數(shù)hx為常數(shù)自然對(duì)流換熱得方程組X-動(dòng)量方程、已知,,因此浮力9大家應(yīng)該也有點(diǎn)累了，稍作休息大家有疑問(wèn)的，可以詢問(wèn)和交流定義

α,體脹系數(shù)、密度差就是由于溫差帶來(lái)得,定義動(dòng)量方程可寫為連續(xù)性方程與能量方程不變:速度場(chǎng)與溫度場(chǎng)強(qiáng)烈耦合,必須同時(shí)求解無(wú)量綱化定義Gr數(shù),動(dòng)量方程→自然對(duì)流里得Gr數(shù)類比于強(qiáng)迫對(duì)流里得Re數(shù)Gr數(shù)得物理意義:浮力與粘性力得比值Gr數(shù)越大,自然對(duì)流越強(qiáng)烈flow強(qiáng)迫對(duì)流自然對(duì)流瑞利數(shù)Ra:自然對(duì)流換熱可分成大空間和有限空間兩類。大空間自然對(duì)流:流體得冷卻和加熱過(guò)程互不影響,邊界層不受干擾。如圖兩個(gè)熱豎壁。底部封閉,只要底部開口時(shí),只要壁面換熱就可按大空間自然對(duì)流處理。(大空間得相對(duì)性)u(x,y)ygxvu豎直平壁上得自然對(duì)流換熱,常壁溫y:u=0,t=t

y0:u=0,t=tw豎直圓柱:

對(duì)常熱流情況,q=constant,如何計(jì)算Nu?采用平壁中心得溫度tl/2作為Gr數(shù)和牛頓冷卻公式中得特征溫度,針對(duì)常壁溫條件得經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式,如Eq、(10-77),也可用于常熱流得邊界條件

或,利用針對(duì)常熱流得經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式:(10-79)to(10-87)自然對(duì)流與強(qiáng)制對(duì)流并存得混合對(duì)流在對(duì)流換熱中有時(shí)需要既考慮強(qiáng)制對(duì)流亦考慮自然對(duì)流考察浮升力與慣性力得比值一般認(rèn)為,時(shí),自然對(duì)流得影響不能忽略,

而時(shí),強(qiáng)制對(duì)流得影響相對(duì)于自然對(duì)流可以忽略不計(jì)。自然對(duì)流對(duì)總換熱量得影響低于10％得作為純強(qiáng)制對(duì)流;強(qiáng)制對(duì)流對(duì)總換熱量得影響低于10％得作為純自然對(duì)流;這兩部分都不包