量纲准则将从自然对流的微分方程式的无量纲化中产生。它反映自然对流程度的特征数。当格拉晓夫数相当大,约Gr109时,自然对流边界层就会失去稳定而从层流状态转变为紊流状态。所以格拉晓夫数Gr在自然对流过程中的作用相当于雷诺数Re在受迫对流过程中的作用,其大小能确定边界层的流动状态。
三、简答题1、导热系数为常数的无内热源的平壁稳态导热过程,若平壁两侧都给定第二类边界条件,问能否唯一地确定平壁中的温度分布为什么2、如图所示,在一个稳态、二维导热的温度场中划分网格,水平节点之间的间距为Δx,竖直节点之间的间距为Δy,导热系数为λ,粗黑线为边界,边界为绝热边界,请写出节点1和2的用于数值计算的节点方程。
1
2
3
4
5
3、某流体横掠平板,其热扩散率为a,运动粘度为ν,且aν,请画出流动边界层和温度边界层的发展规律,并说明为什么。
4、一换热器,重油从300℃冷却到180℃,而石油从20℃被加热到150℃,如换热器流动方式安排成1顺流;2逆流,问平均温差各为若干参考答案:1、不会。因为稳态、无内热源的条件下,通过各个截面的热流量为常数,即只有一个边界条件。
f2、节点1:t2t1yt4t1x0
x2
y2
节点2:t1t2yt3t2yt5t2x0
x2
x2
y
3、热扩散率a决定了温度边界层的发展状况,粘度决定了速度边界层的发展状况。当aν时,表明温度边界层厚度将大于速度边界层厚度。
4、顺流时:t30020280oCt