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什麼是層流邊界層和溫度邊界層

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什麼是層流邊界層和溫度邊界層

流體繞物體流動時,在物體的前端或上游部分的邊界層,一般是層流邊界層。沿曲面的層流邊界層。由於外流速度有變化,與平板有所不同,但速度分佈大致類似。緊貼物面的速度梯度較大,因而剪應力也較大。物面上的剪應力爲:

式中μ爲流體動力粘性係數。算出了τ0,就可求出物面的摩擦阻力系數和摩擦阻力。但這些計算只能用於分離點以前。 如果是旋轉對稱體的繞流,可以透過轉換式[如曼格勒(Mangler)轉換式]化成二維形式,就可利用現有的二維解。繞任意物體的三維計算,要比二維複雜得多,因此只能依靠數值求解的辦法。

層流邊界層,大氣科學術語,由於邊介面法向上的速度梯度較大,而在某一給定邊界附近出現分子黏滯應力較大的附近層次。

溫度邊界層的概念是流動邊界層概念在非等溫流動情況下的推廣。運用溫度邊界層的特性,簡化能量方程,仿照流動邊界層的計算方法,可以進行對流傳熱的計算,確立溫度分佈,求得傳熱分系數。溫度邊界層也稱熱邊界層,流體流過壁面時,邊界附近因加熱或冷卻而形成的具有溫度梯度的薄層,也就是對流傳熱熱阻所在的區域。在此區域之外,溫度梯度和熱阻都可忽略。因此,關於對流傳熱的研究,僅限於溫度邊界層範圍之內。

在湍流熱對流系統中存在着兩種邊界層,黏性邊界層和溫度邊界層。這兩種邊界層被認爲都是由RB熱對流中的大尺度環流在底板上的剪切而產生的。溫度邊界層中的熱量傳輸是透過熱傳導,因此整體熱量輸運與溫度邊界層的厚度緊密相關。

速度邊界層:

流體在壁面附近有一薄層具有明顯的速度梯度

稱爲速度邊界

溫度邊界層:流體在壁面附近有一薄層具有明顯的溫度梯度,稱爲溫度邊

界層,也稱爲熱邊界層