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什么是层流边界层和温度边界层

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  • 层流边界层,大气科学术语,由于边界面法向上的速度梯度较大,而在某一给定边界附近出现分子黏滞应力较大的附近层次。

    温度边界层的概念是流动边界层概念在非等温流动情况下的推广。运用温度边界层的特性,简化能量方程,仿照流动边界层的计算方法,可以进行对流传热的计算,确立温度分布,求得传热分系数。温度边界层也称热边界层,流体流过壁面时,边界附近因加热或冷却而形成的具有温度梯度的薄层,也就是对流传热热阻所在的区域。在此区域之外,温度梯度和热阻都可忽略。因此,关于对流传热的研究,仅限于温度边界层范围之内。

    在湍流热对流系统中存在着两种边界层,黏性边界层和温度边界层。这两种边界层被认为都是由RB热对流中的大尺度环流在底板上的剪切而产生的。温度边界层中的热量传输是通过热传导,因此整体热量输运与温度边界层的厚度紧密相关。

    2023-10-23 13:44:46
  • 速度边界层:

    流体在壁面附近有一薄层具有明显的速度梯度,

    称为速度边界

    .

    温度边界层:流体在壁面附近有一薄层具有明显的温度梯度,称为温度边

    界层,也称为热边界层

    2023-10-23 13:44:46
  • 流体绕物体流动时,在物体的前端或上游部分的边界层,一般是层流边界层。沿曲面的层流边界层。由于外流速度有变化,与平板有所不同,但速度分布大致类似。紧贴物面的速度梯度较大,因而剪应力也较大。物面上的剪应力为:

    式中μ为流体动力粘性系数。算出了τ0,就可求出物面的摩擦阻力系数和摩擦阻力。但这些计算只能用于分离点以前。 如果是旋转对称体的绕流,可以通过转换式[如曼格勒(Mangler)转换式]化成二维形式,就可利用现有的二维解。绕任意物体的三维计算,要比二维复杂得多,因此只能依靠数值求解的办法。

    2023-10-23 13:44:46
  • 层流边界层是流体力学领域的概念,指的是在固体壁面附近,流体运动的速度在垂直于壁面的方向上逐渐减小形成的一层流动区域。在层流边界层中,流体的运动是相对平稳的,流速变化较小,流线也较为整齐。这种层流边界层的特点使得在工程设计和流体传输中能够更精确预测流体的运动和传热。

    温度边界层是指在流体中,由于传热而产生的温度分布变化的区域。当流体与固体壁面接触时,由于热传导的缘故,流体靠近壁面处的温度会与其他位置相比有所不同。在温度边界层中,流体的温度逐渐趋近于固体壁面的温度。在这个边界层中,温度分布变化比较明显,温度梯度大。温度边界层的研究在热工学和流体传热领域具有重要意义,可以帮助我们了解热流体的运动和传热机制。

    2023-10-23 13:44:46
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