高等传热学 概述 外流问题： 内流问题： 紊流定义：湍流是随机、非稳定、 有旋的流动 入口段充分发展段 ~h(0~x的平均值) 层流与紊流传热最大区别： 1.0 层流靠分子运动 湍流 x/d 紊流是微团掺混
高等传热学 §1紊流边界层的连续方程与动量方程 (方程) 一、时均速度与脉动速度 时间平均速度：可= T+△T △ Vidt AAA 瞬时物理量：V:=可+Vt 速度 p=币+p' 脉动 压力 t=i+t t' 温度 根据定义 t+△T 1 T+△T △元 (可+V)dπ = Vi'dr =0 同理： p'=t=0 常用规则： 但： VV+0 平均导数 导数平均
高等传热学 二、紊流边界层连续方程 物性=Const av aVi=0→ avi avi' 取平均 可，a 由定义 0xi =0 =0 0xi 0xi =0 0x 三、紊流边界层动量方程 对常物性、层流、二维、稳定，边界层方程： o dv 1dp 82u u -+0 +V- 0 ay pdx y2 0 dy ou dv av 1dp 82u +u + 0x ay pdx 0y2 u=u+u' V=)+v' P=p+p 0元 1dp 02元 u +v 取平均 p dx 0y2
高等传热学 ”u'v 同量级 u'u ~uv (uu ∂(u'v 但边界层很薄，。x》 y 最后 ou 0而 1dp 1 pu'v 0x dy pdx p 上式比层流多一项，用tt表示：=一pu'v 湍流切应力（雷诺应力）》 T:是由于紊流脉动引起的附加应力 Boussinesq(布斯尼斯克)，1877年，把紊流剪切力表示成粘性剪切 力牛顿定律的形式： Ou ∂u Tt=pEm 层流： TL=PV dy ay em素流动量扩散（率）系数 一是流场中紊流微团运动表现出的， 主要取决于流场流态，与物性无关。 V分子运动粘度一 由于分子运动，表现出的粘性，是物性参数
高等传热学 §2紊流动量扩散率εm的确定 (紊流研究的主要目的) 一、普朗特Prandt)混合长度假说（理论）(1925年) 设：1)A点微团无阻移动到B,点，在L的行程速度不变， ay B 到B点后突然升到B点的速度，即：五+L 2)B,点速度的脉动量等于A-B间速度增量， 聊：让= L称为混合长度（相当于分子自由行程） 2 3)v~是同数量级，但二者方向正负之差，二者 始终异号（由质量守恒方程，在x方向速度减小， 必然有y方向v的增加) 若从A->B,v为正。而到B点后对ū有一个滞止， 产生一个-'的脉动