传热学第五版答案

6.对流换热过程微分方程式与导热过程的第三类边界条件表达式两者有什么不同之处？

答：对流换热过程微分方程式：

hx=-l?t()w,xDtx?y ①

导热过程的第三类边界条件表达式为：

h（t｜- t｜）=-

sfl(?t)s?n ②

①式中为x点贴壁处流体的温度梯

l为度，k/m。由近壁面的温度场确定，

流体的导热系数，q为对流换热量，

x是随着x的变化而变化的，而②中是确定的。②式中的l是传热体的导热系数，由传热材料决定。

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7.流体外掠平板，在温度条件不变的情况下，主流速度增加时，它的局部和平均表面传热系数都增加，试从换热原理进行分解释。

答：主流速度增加时，速度边界层厚度减小，在温度条件不变时即使温度条件不变，热边界层厚度减小，增加了边界层内的温度梯度，从而局部和平均表面传热系数都增加。

8．在相同温度及速度条件下，不同Pr流体外掠平板时的温度及速度边界层厚度、速度及温度梯度及平均表面传热系数等有何差异？

答：Pr大的流体，温度边界层厚度小于速度边界层厚度，温度梯度速度大

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于速度梯度，则平均表面传热系数将较大。

10.导出外掠平板层流边界层在距前缘ｘ距离内的平均厚度表达式。

解：由外掠平板流动的动量微分方程抖uu?2uu+v=n2抖xy?y由于uu￥,xx,yd,而由连续性方程抖uv+=0抖xyuゥuv..............可知vd，因此，动量微分方程式中各项的数量级如下：xdx抖uu?2uu+v=n2抖xy?yuuuuu￥ゥ，dゥ，n2.....在边界层内，粘性力项与惯性力项具有相同数量级，xxdduゥ2ud2即 n2 即2n/u￥xxdxd1所以 xRex11. 为什么Pr《1时，则δt》δ，试分析在δt>δ区域内的流动及换热的机制。 答：

1??t由公式?Pr3,Pr??1,?t>>??，

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此时在边界层内热量扩散强度远大于动量扩散。 12．??1.47?10m

?313．?t?9.78?10?4m

hx?0.1m?2273.214.局部表面传热系数：w/(m2·k)

hx?0.2m?1608.2w/(m2·k)

hx?0.3m?1312w/(m2·k)

hx?0.45m?1071.2w/(m2·k)

平均表面 h =2142.4 w/(m2·k) 15.16.

?max?2.54?10?3m

x 注：??4.64? u?y2y4?0.376?0.23u?x?x??36