高等传热学课程作业1

高等传热学课程作业1
高等传热学课程作业1

Homework 5.2

1. Slug flow in a tube(u(r) = V) with a fully developed temperature profile:

- Constant heat flux - What is T(r)?

·Remember dT m /dx = constant

·Use dT/dr = 0 at r = 0 and T w at r = R to get ingration constants - What is Nu? A: 根据能量方程,

22

1p p T T T T c u c v k r k r x r r r x

ρρ???????+=+ ????????

(1)

对于充分发展的管内弹状流,u=0, 且由于

m

dT T x dx

?=?= constant ,因此(1)式可化简为: 1m p dT T

c V

k r dx r r r

ρ????

= ?????

(2) 解之可得,

2

12(r)ln 4p m V c dT T r C r C k dx

ρ=

??++ (3) 根据边界条件,

0,

, T(r)=T w T

r r

r R ?==?= 代入(3)中,得到C 1=0, 2

24p m w V c dT C T R k dx

ρ=-

? 平均温度201

()2R

m T T r rdr R ππ=? 28()m w m p dT k

T T dx V c R ρ=- 因此,得到

222

22(r)(1)22()4m w m w w m dT VR r r T T T T T T dx R R

α=+??-=-+-

22

88q''h()()()222p p m w m w m w m p mc c R V dT k k

T T T T T T R dx R V c R R ρπππρ=-=?=?-=- 28h d h R Nu k k

??===

2. Fully developed Poiseuille flow between parallel plates

- Constant heat flux

- Top and bottom at the same temperature - Neglect viscous dissipation - What is T(y)?

·Remember dT m /dx = constant

·Use T w at y = 0 and y = h to get integration constants - What is Nu? A: 根据能量方程,

2222()p p T T T T c u c v k x y x y ρρ????+=+???? (1)

对于x 方向充分发展的Poiseuille 流,v=w=0 由于

m

dT T x dx

?=?= constant ,(1)式可化为: 22p T T c u k x y

ρ??=?? (2)

根据01()h

m u u y dy h =?,且2

2()6()m u y y y u h h

=-,代入得到

22226()m m p dT y y T

u c k h h dx y ρ?-=?

解得温度分布为

3

4

122

()()2p m m c u dT y y T y C y C k dx h h ρ=

?-++ (3)

根据Poiseuille 流边界条件:

0,w y T T == ,w y h T T ==

带入(3)式中解得,12p m m

c u dT C h k

dx

ρ=-, 2w C T =

因此,得到温度分布为

3

4

2()()22p m p m m m w c u c u dT dT y y T y y T k dx h h k dx

ρρ=?--?+ 根据

342220011()()6()22h h

p m p m m m m w m m m c u c u dT dT y y y y T T y udy y T u dy hu hu k dx h h k dx h h ρρ????

==?--+-?????

?????∴

2140()17m w m m p dT k

T T dx u c h

ρ=- ∴140q''h()()17p m w m w m mc

dT k T T T T L dx L =-=

?=- Nu 140

17

=

Homework 5.3

1. Find the equation for the boundary layer thickness δ and for C f for:

23()

u y a b c d U

ηηη=+++ Compare to the exact values and the fourth order equation solutions. A: 对于

23()

u y a b c d U

ηηη=+++,根据边界条件, 0, u=0y =,∴ a = 0

,y u U δ==,∴ 1 = b + c + d 对于平板,有22

0y u

y =?=?,∴c = 0

根据

0y u y

δ

=?=?,∴b + 3d = 0

由此可得,a = 0, b = 1.5, c = 0, d = -0.5.

3()31

22

u y U ηη=- 220

0333()222w y y u y U

U y

μτμ

μδδδ

==?=-=-?-=-?

1039

(1)280

i u u y d U U δδδ=-=? 对于U = constant ,2

3-2i w U

U x δδμρτδδ

?==?

积分后得到,

x

δ

=

与精确解相差7.2%,与4级近似解相差20.5%

02

223=1122

y f u

y U C U U U μ

τ

μδρρρ=??==

,且x δ=

f C =

=

与精确解相差2.6%,与4级近似解相差5.5%

2. Derive the ordinary differential equation and the boundary conditions for the Blasius solution energy equation for flow over a flat plate. (See pages 29-30) A:根据能量方程,

22()k p T T T c u v x y y

ρ???+=???

w w T T T T θ∞-=-,22()k p c u v x y y θθθρ???+=???

常壁温边界条件:

0,0

,1

y y θθ===∞=

根据

Blasius solution δη≈

===

3/22222221122x x x x y y U y y y x θθηθθηηηηθθηθηηθθηθθ

ηηνη????-?????===?-? ? ??????????

????==???????????==?=? ???????

代入能量方程中得到,

)1'''''2p p U c f U c f f k x vx ηρθρηθθ??

-

+-= ?

??

即2''Pr '0f θθ+= 边界条件为

00;

1

ηθηθ===∞=,,

3. Start from the local friction coefficient for flow over a flat plate, C f , on slide 31

and derive the average friction coefficient over the entire plate, C L. Show your work.

A:

2

(x)

1

2

f

C

U

τ

ρ

===

1L

L

C

L

==

?

4. A projectile in the form of a bluff-ended cylinder 20 cm in diameter and 60 cm

long, moves through the air in the direction of its long axis at a velocity U of 100 m/s.

2

1

2

D

frontal

F

C

A U

ρ

=

The drag coefficient, C, is equal to 1.0 for this object.

Frontal area=πD2/4, F D= total drag

Assuming that the boundary layer thickness over the cylindrical surface of the

projectile at a distance x from the leading edge is given by:

x

δ

=

and that the momentum thickness of the boundary layer is given by:

7

72

i

δ

δ

=

Find what proportion of the total drag on the projectile is attributable to skin friction over the curved surface, assuming no pressure gradient in the boundary layer in the streamline direction.

Data. Air kinematic viscosity is 0.15 cm2/s

Air density is 1.15 Kg/m3

Assumptions: Assume this is like a flat plate, then use the equation on slide 15. A:

2

2*

()

i

w

U dU

U

x dx

δ

ρρδτ

?

+=

?

若将圆柱表面看成平板,U = constant,

0dU

dx

=,则

22()772i w U U x x

δδτρρ??==??

因为

x

δ

=

∴4155x x x δ-???????=== ? ?????

?

12

5

772w U τρ-=

11

25

500

070.131372L

L

L w f dx U dx x dx τρ--====??

?12.16N

221

42

D F D U π

ρ=

?=180.64N D

f

F =6.7%

Homework 5.4

1. Derive the equation relating q” to the temperature difference for natural convection driven flow in a round tube (like on slide 19 for parallel plates). - water properties at 25 C - tube length = 100 cm - tube diameter = 1 mm - constant heat flux

- fully developed flow in a tube (from the first homework)

a) Plot ?T and Q (m 3/s) versus heat flux for fluxes of 500 to 5000 W/m 2 b) Is the assumption of fully developed flow valid? - hint: is L/(D Re) > 0.05

c) Is the Boussinesq approximation valid here? A:圆管内充分发展的流体,其速度分布为 22

214R p r u z R μ???=- ????

平均速度

2222

20

1(1)2r 48R

R p r R p u dr R z R z

ππμμ??=

??-=-????

体积流量为

442

88R p R p

Q R u z L

πππμμ??===

? ()()()0

022

L

L

L L L

p gdy g T T dy g T T g T ρρρβρβρβ∞∞∞∞∞∞?=-=-=-=??

? 根据能量平衡,

''2p Qc T q RL ρπ?=

即4''28p R p

c T q RL L πρπμ??=

将p ?代入,得到

()232

''32p c gR q T L

ρβμ∞=?

Pr ''

''32R cond Gr q q =,''cond T q R λ?=

a) 根据以上推导过程可以得到,

T ?=

Q =

分别作出当2''500~5000/q W m =时T ?与Q 随q’’变化的曲线,如下图所示。

b)

max max

Re L L L RL Ru D D Ru D Q D μπμ

ρρρμ

=≥==?125.4>0.05 ∴满足充分发展的假设 c) 热膨胀系数

1T T ρρβρ∞

∞∞

-=-

-

max T T ρρ

ββρ∞∞

-=?≤?=0.085 < 1

满足Boussinesq 假设

2. a) Derive the similarity solution equation for axisymmetric stagnation flow slide 40

b) Derive the similarity solution boundary equations for this problem A:根据连续性方程, 10ru v

r r y

??+=?? R 方向动量方程

22u u p u

u v r y r y ρρμ????+=-+???? (1) 边界层顶端,

2dp dU U C r dr dr

ρρ=-=-

又η=

,()f η=

211''df d u r Crf r y r d dy ψηη?=

=??==?

2112df d v r rf f r r r d dr ψη

η??=-

=-+=-???

'u

Cf r

?=?

'u df d Cr Crf y d dy ηη?==?

2222'''u rC Crf f y y v ???== ??? 代入动量方程(1)中得到,

2

2

2'''''''C Crf Cf f C r rf ρρρμν

??-?=+?

即()

21

102

f ff f ''''''+--=

边界条件为

0 '0 ,=0

'1

f f f δηηη====

高等传热学作业

1-4、试写出各向异性介质在球坐标系)(?θ、、r 中的非稳态导热方程,已知坐标为导热系数主轴。 解:球坐标微元控制体如图所示: 热流密度矢量和傅里叶定律通用表达式为: →→→??+??+??-=?-=k T r k j T r k i r T k T k q r ? θθ?θsin 11' ' (1-1) 根据能量守恒:st out g in E E E E ? ???=-+ ?θθρ?θθ??θθ?θd drd r t T c d drd r q d q d q dr r q p r sin sin 2 2??=+??-??-??-? (1-2) 导热速率可根据傅里叶定律计算: ?θθd r rd t T k q r r sin ???-= ?θθθθd r dr T r k q sin ???-= (1-3) θ? θ? ?rd dr T r k q ???- =sin 将上述式子代入(1-4-3)可得到 ) 51(sin sin )sin ()sin (sin )(222-??=+??????+??????+?????????θθρ?θθ?θ?θ??θθθθ?θθ?θd drd r t T c d drd r q d rd dr T r k rd d dr T r k d d dr r T r k r p r 对于各向异性材料,化简整理后可得到: t T c q T r k T r k r T r r r k p r ??=+??+????+?????ρ?θθθθθ?θ2 222222sin )(sin sin )( (1-6)

2-3、一长方柱体的上下表面(x=0,x=δ)的温度分别保持为1t 和2t ,两侧面(L y ±=)向温度为1t 的周围介质散热,表面传热系数为h 。试用分离变量法求解长方柱体中的稳态温度场。 解:根据题意画出示意图: (1)设f f f t t t t t t -=-=-=2211,,θθθ,根据题意写出下列方程组 ????? ??? ?? ?=+??==??======??+??00 000212222θθ λθθθδθθθ θh y L y y y x x y x (2-1) 解上述方程可以把θ分解成两部分I θ和∏θ两部分分别求解,然后运用叠加原理∏+=θθθI 得出最终温度场,一下为分解的I θ和∏θ两部分:

高等传热学讲义

第2章边界层方程 第一节Prandtl 边界层方程一.边界层简化的基本依据 外:粘性和换热可忽略 )(t δδ , l l t <<<<δδ或内:粘性和换热存在 )(t δδ特征尺寸 —l

二.普朗特边界层方程 常数性流体纵掠平板,层流的曲壁同样适用)。 δ v l u ∞∞ ∞u l v v l u δδ~~,可见,0=??+??y v x u )()((x x R δ>>曲率半径y x u v ∞ ∞T u ,w T ∞ ∞T u ,δ l

)(122 22 y u x u x p y u v x u u ??+??+??-=??+??νρδ δ ∞ ∞ u u l l u u ∞∞ 2 l u ∞ν2 δ ν ∞ u ) (2 l u ∞ 除以无因次化11 Re 12 ) )(Re 1 (δ l

因边界层那粘性项与惯性项均不能忽略,故 项可忽略,且说明只有Re>>1时,上述简化才适用。)(12 2 22y v x v y p y v v x v u ??+??+??-=??+??νρ1~))(Re 1(2 δ l l δ ;可见22 22 x u y u ??>>??δδ 1 ) (2 ∞u l l u l u /)(∞∞δ 2 /)(l u l ∞δ ν2 /)(δδ ν∞u l : 除以l u 2 ∞ )(Re 1l δ))(Re 1(δ l l δ

可见,各项均比u 方程对应项小得多可简化为 于是u 方程压力梯度项可写为。 )(2 2 22y T x T a y T v x T u ??+??=??+??,0=??y p dx dp ρ1-),(l δ 乘了δθδ w u l )(∞l u w θ∞2 l a w θ除以: l u w θ∞Pe /12 )(/1δ l Pe 12δ θw a 1 ) (∞-=T T w w θPr) Re (?====∞∞贝克列数—导热量对流热量w w p l k u c a l u Pe θθρ

幼儿园课程论作业及答案

一、填空题(每小题1分,共10分) 1.虽然“课程”的定义存在诸多分歧,但是将其归类,仍然大致可以归纳出四种具有代表性的定义:_课程即科目_、课程即经验、_课程即目标__、__课程即计划__。 2.幼儿园课程的基础是_____哲学__、心理学和___社会学_____,它们分别主要解决幼儿园课程中__教什么_____________、如何教和__基本价值取向__的问题。 3.幼儿园课程的最核心要素是__教育理念__________。 4.皮亚杰曾对教师提出了三条建议:为儿童提供实物,让儿童自己动手去操作;帮助儿童发展提出问题的技能__以及_应该懂得为什么运算对于儿童来说是困难的。 二、选择题(每题均有一个或一个以上的正确答案,多选、漏选、错选均不得分。每小题2 1.以学科维度定义课程,课程通常表现为(BC )。 A 学习者的经验 B 教学大纲 C 课程计划 D 教科书 2.“世界上不存在一种最好的适应不同社会文化背景中所有儿童的教育方案”——如果用人类发展生态学来解释这句话,说明了( D )在发挥作用。 A 小系统 B 中间系统 C 外系统 D 大系统 3.以儿童的主体性活动的经验为中心组织的课程,也叫作(ABCD )。 A 生活课程 B 经验课程 C 活动课程 D 儿童中心课程 4.受经验论哲学思想影响的幼儿园课程实践是(A )。 A 蒙台梭利课程 B 瑞吉欧教育方案 C 方案教学 D 福禄贝尔的恩物教学 5.具有下列哪些特征的幼儿活动通常可以被认定为游戏?(ABD ) A 非真实性 B 积极情绪 C 目的导向 D 自由选择 1.活动课程 是以儿童的兴趣、需要和能力为出发点、通过儿童自己组织的活动而实施的课程。活动课程打破了学科本身的逻辑,注重儿童的学习过程本身。 2.勃朗芬布伦纳所谓的“小系统” 是指发展着的人在具有特定物理和物质特征的情景中所体验到的活动、角色和人际关系的一种样式。 3.多元文化课程 又称反偏见课程,这种课程以让儿童参与多元文化社会为出发点,为儿童提供在多元文化社会中能有效活动的知识、技能和能力。 4.鹰架教学是维果茨基理论中的一个核心概念,它是指为儿童提供教学,并逐步转化为提供外部支持的过程。有效的“鹰架教学”必须发生在儿童的最近发展区之内,即独立行为水平和帮助行为水平之间。

传热学作业

沈阳航空航天大学 预测燃气涡轮燃烧室出口温度场 沈阳航空航天大学 2013年6月28日

计算传热学 图1模型结构和尺寸图 1.传热过程简述 计算任务是用计算流体力学/计算传热学软件Fluent求解通有烟气的法兰弯管包括管内烟气流体和管壁固体在内的温度分布,其中管壁分别采用薄壁和实体壁两种方法处理。在进行分析时要同时考虑导热、对流、辐射三种传热方式。 (1) 直角弯管内外壁面间的热传导。注意:如果壁面按薄壁处理时,则不用考虑此项,因为此时管壁厚度忽略不计,内壁和外壁温度相差几乎为零。 (2) 管道外壁面与外界环境发生的自然对流换热。由于流体浮生力与粘性力对自然对流的影响,横管与竖管对流换热系数略有不同的。计算公式也不一样。同时,管道内壁面同烟气发生的强制对流换热。 (3) 管道外壁和大空间(环境)发生辐射换热 通过烟气温度和流量,我们可以推断出管道内烟气为湍流流动。这在随后的模

沈阳航空航天大学 拟计算中可以得到证实。 2.计算方案分析 2.1 控制方程及简化 2.1.1质量守恒方程: 任何流动问题都要满足质量守恒方程,即连续方程。其积分形式为: 0vol A dxdydz dA t ρρ?+=?????? 式中,vol 表示控制体;A 表示控制面。第一项表示控制体内部质量的增量,第二项表示通 过控制面的净通量。 直角坐标系中的微分形式如下: ()()()0u v w t x y z ρρρρ????+++=???? 上式表示单位时间内流体微元体中质量的增加,等于同一时间段内流入该微元体的净增量。 对于定常不可压缩流动,密度ρ为常数,该方程可简化为 0u v w x y z ???++=??? 2.1.2动量守恒方程: 动量守恒方程也是任何流动系数都必须满足的基本定律。数学式表示为: F m dv dt δδ= 流体的粘性本构方程得到直角坐标系下的动量守恒方程,即N-S 方程: ()()()u u p div Uu div gradu S t x ρρμ??+=+-?? ()()()v v p div Uv div gradv S t y ρρμ??+=+-?? ()()()w w p div Uw div gradw S t z ρρμ??+=+-?? 该方程是依据微元体中的流体的动量对时间的变化率等于外界作用在该微元体上的各种力之和。式中u S 、v S 、w S 是动量方程中的广义源项。和前面方程一样上式

高等传热学课件对流换热-第2章-3

2-3 管槽内层流对流换热特征 工程上存在大量的管槽内对流换热问题。本节对管槽内层流强制对流换热的流动与换热特征进行分析。 一、流动特征 当流体以截面均匀的流速0u 进入管道 后,由于粘性,会在 管壁上形成边界层。 边界层内相同r 处的轴向流速随δ的增加 而降低,导致对管中心势流区的排挤作用,使势流区流速增加。当边界层厚度δ达到管内半径时,势流区消失,边界层汇合于管轴线处,同时截面内速度分布不再变化。 u o

将管入口截面至边界层汇合截面间的流动区域称为入口段,或称为未充分发展流、正在发展流。该区域内,速度分布不断变化, (,)u u x r =,同时存在径向速度(,)v x r 。 边界层汇合截面以后的流动速度不再变化,()u u r =,而径向速度 0v =,这段流动区域称为充发展段或充分发展流。 所以,管内流动存在特征不同的两个区域:入口段,充分发展段。充分发展流动又分为:简单充分发展流、复杂充分发展流两种。 1). 简单充分发展流 是指只存在轴向速度分量,而其它方向速度分量为零的充分发展流动。 对圆管: ()u u r =,0v w ==; 对矩形管道:(,)u u x y =,0v w ==。 简单充分发展流任意横截面上压力均匀,沿轴向线性变化,即

dp const dx = 证明:对简单充分发展流,径向速度0v =,根据径向动量方程: 222211()v v p v v v u v x r r r r x r νρ??????+=?+++?????? ? 0p r ?=?, 即任意横截面上压力均匀,压力仅沿轴向变化。于是,轴向动量方程为: 222211(u u dp u u u u v x r dx r r x r νρ?????+=?+++????? 又发展流0u x ?=?(速度分布不变,或由连续方程得出)?

高等传热学知识重点(含答案)2019

高等传热学知识重点 1.什么是粒子的平均自由程,Knusen数的表达式和物理意义。 Knusen数的表达式和物理意义:(Λ即为λ,L为特征长度) 2.固体中的微观热载流子的种类,以及对金属/绝缘体材料中热流的贡献。 3.分子、声子和电子分别满足怎样的统计分布律,分别写出其分布函数的表达式 分子的统计分布:Maxwell-Boltzmann(麦克斯韦-玻尔兹曼)分布: 电子的统计分布:Fermi-Dirac(费米-狄拉克)分布: 声子的统计分布:Bose-Eisentein(波色-爱因斯坦)分布; 高温下,FD,BE均化为MB;

4.什么是光学声子和声学声子,其波矢或频谱分布各有特性? 答:声子:晶格振动能量的量子化描述,是准粒子,有能量,无质量; 光学声子:与光子相互振动,发生散射,故称光学声子; 声学声子:类似机械波传动,故称声学声子; 5.影响声子和电子导热的散射效应有哪些? 答:影响声子(和电子)导热的散射效应有(热阻形成的主要原因): ①界面散射:由于不同材料的声子色散关系不一样,即使是完全结合的界面也是有热阻的; ②缺陷散射:除了晶格缺陷,最典型的是不纯物掺杂颗粒的散热,散射位相函数一般为Rayleigh散 射、Mie散射,这与光子非常相似; ③声子自身散射:声子本质上是晶格振动波,因此在传播过程中会与原子相互作用,会产生散射、 吸收和变频作用。

6.简述声子态密度(Density of State)及其物理意义,德拜模型和爱因斯坦模型的区别。答:声子态密度(DOS)[phonon.s/m3.rad]:声子在单位频率间隔内的状态数(振动模式数)Debye(德拜)模型: Einstein(爱因斯坦)模型: 7.分子动力学理论中,L-J势能函数的表达式及其意义。 答:Lennard-Jones 势能函数(兰纳-琼斯势能函数),只适用于惰性气体、简单分子晶体,是一种合理的近似公式;式中第一项可认为是对应于两体在近距离时以互相排斥为主的作用,第二项对应两体在远距离以互相吸引(例如通过范德瓦耳斯力)为主的作用,而此六次方项也的确可以使用以电子-原子核的电偶极矩摄动展开得到。

大学英语1课程作业及答案2-推荐下载

大学英语1作业2 单项选择题 第1题 Once ___ to the rail, the car will become electrically powered from the system, and control of the vehicle will pass to a central computer. A、applied B、detached C、attached D、contrived 答案:C 第2题 The ___ cycle of life and death is a subject of interest to scientists and philosophers alike. A、incompatible B、exceeding C、instantaneous D、eternal 答案:D 第3题 When we speak with close friends, we are free to interrupt them and we will not be ___ if they interrupt us. A、disturbed B、offended C、bothered D、troubled 答案:B 第4题 Many eminent scientists from all over the world came to china to ___ in the forum on nuclear physics. A、attend B、celebrate C、observe

D、participate 答案:D 第5题 A thermometer and a barometer are recording ___ essential to the meteorologist. A、implements B、tools C、instruments D、utensils 答案:C 第6题 He thinks we shouldn’t go ahead with this plan because of the ___ of failure. A、future B、pressure C、risk D、worry 答案:C 第7题 Be careful with this ancient basin as it is ___ a lot. A、worth B、worthy C、worthwhile D、deserving 答案:A 第8题 I gave her the key ___ she would be able to go inside. A、that B、so that C、since D、as 答案:B 第9题 The book is unsatisfactory in ___ it lacks a good index.

西安交通大学传热学大作业二维温度场热电比拟实验1

二维导热物体温度场的数值模拟

一、物理问题 有一个用砖砌成的长方形截面的冷空气通道, 于纸面方向上用冷空气及砖墙的温度变化很小, 可以近似地予以忽略。 在下列两种情况下试计算: 砖墙横截面上的温度分布;垂直于纸面方向的每 米长度上通过砖墙的导热量。 第一种情况:内外壁分别均匀维持在 0℃及 30℃; 第二种情况:内外壁均为第三类边界条 件, 且已知: t 1 30 C,h 1 10.35W / m 2 K 2 t 2 10 C, h 2 3.93W / m 2 K 砖墙导热系数 0.35/ m K 二、数学描写 由对称的界面必是绝热面, 态、无内热源的导热问题。 控制方程: 22 tt 22 xy 边界条件: 第一种情况: 由对称性知边界 1 绝热: 边界 2 为等温边界,满足第一类边界条件: t w 0 C ; 边界 3 为等温边界,满足第一类边界条件: t w 30 C 。 第一种情况: 由对称性知边界 1 绝热: q w 0; 边界 2 为对流边界,满足第三类边界条件: q w ( t )w h 2(t w 可取左上方的四分之一墙角为研究对象, 该问题为二维、 稳 图1-

t f ); n t 边界3 为对流边界,满足第三类边界条件:q w ( ) w h 2 (t w t f )。 w n w 2 w f

0,m 6,n 1~ 7;m 7 ~ 16,n 7 30,m 1,n 1~12;m 2 ~ 16,n 12 三、方程离散 用一系列与坐标轴平行的间隔 0.1m 的二维网格线 将温度区域划分为若干子区域,如图 1-3 所示。 采用热平衡法, 利用傅里叶导热定律和能量守恒定 律,按照以导入元体( m,n )方向的热流量为正,列写 每个节点代表的元体的代数方程, 第一种情况: 边界点: 1 边界 绝热边界) : 边界 图1-3 t m ,1 t 16,n 等温内边界) : 14 (2t m,2 1 4 (2t 15,n t m 1,1 t m 1,1),m 2 ~ 5 t 16,n 1 t 16,n 1), n 8 ~ 11 边界 等温外边界) : 内节 点: 1 (t t t t ) 4 m 1,n m 1,n m ,n 1 m,n 1 m 2 ~ 5,n 2 ~11;m 6 ~ 15,n 8 ~ 11 t m,n 第二种情况 边界点: 边界 1(绝热边界) : t m ,1 1 4 (2t m,2 t m 1,1 t m 1,1),m 2 ~ 5 t 16,n 1 4 (2t 15,n t 16,n 1 t 16,n 1), n 8 ~11 4 边界 2(内对流边界) : t6,n 2t 5,n t 6,n 1 t 6,n 1 2Bi 1t 1 ,n 1~ 6 6,n 2(Bi 2) t m,n t m,n

统计学课程作业及答案1

统计学作业1 单项选择题 第1题下列变量中,()属于离散变量。 A、一包谷物的重量 B、一个轴承的直径 C、在过去一个月中平均每个销售代表接触的期望客户数 D、一个地区接受失业补助的人数 答案:D 第2题统计研究的数量必须是()。 A、抽象的量 B、具体的量 C、连续不断的量 D、可直接相加的量 答案:B 第3题某班学生数学考试成绩分别为65分、71分、80分和87分,这四个数字是()。 A、指标 B、标志 C、变量 D、标志值 答案:D 第4题统计表中的任何一个具体数值都要由()限定。 A、表的总标题 B、表的横行标题 C、表的横行和表的纵栏 D、表的总标题,横行标题和纵栏标题 答案:D 第5题构成统计总体的必要条件是()。

A、差异性 B、综合性 C、社会性 D、同质性 答案:D 第6题对某城市工业企业的设备进行普查,填报单位是()。 A、全部设备 B、每台设备 C、每个工业企业 D、全部工业企业 答案:C 第7题人口普查规定统一的时间标准是为了()。 A、避免登记的重复与遗漏 B、确定调查的范围 C、确定调查的单位 D、登记的方便 答案:A 第8题某连续变量分为五组:第一组为40-50,第二组为50-60,第三组为60-70,第四组为70-80,第五组为80以上。依习惯上规定()。 A、50在第一组,70在第四组 B、60在第二组,80在第五组 C、70在第四组,80在第五组 D、80在第四组,50在第二组 答案:C 第9题次数分配数列是()。 A、按数量标志分组形成的数列 B、按品质标志分组形成的数列 C、按统计指标分组所形成的数列

D、按数量标志和品质标志分组所形成的数列 答案:D 多项选择题 第10题统计学的研究方法主要有()。 A、实验设计 B、大量观察 C、统计描述 D、统计推断 E、统计模型法 答案:A|B|C|D 第11题下列统计指标中,属于质量指标的有() A、工资总额 B、单位产品成本 C、出勤人数 D、人口密度 E、合格品率 答案:B|D|E 第12题实验的统计设计要遵循的基本原则是()。 A、单一性原则 B、主观原则 C、重复性原则 D、随机化原则 E、区组化原则 答案:C|D|E 第13题在工业设备普查中()。 A、工业企业是调查对象 B、工业企业的全部设备是调查对象

最新生活中的传热学-(问答题整理答案)

硕士研究生《高等工程热力学与传热学》作业 查阅相关资料,回答以下问题: 1、一滴水滴到120度和400度的板上,哪个先干?试从传热学的角度分析? 答:在大气压下发生沸腾换热时,上述两滴水的过热度分别是△ t=tw–ts=20℃和△t=300℃,由大容器饱和沸腾曲线,前者表面发生的是泡态沸腾,后者发生膜态沸腾。虽然前者传热温差小,但其表面传热系数大,从而表面热流反而大于后者。所以水滴滴在120℃的铁板上先被烧干。 2、锅铲、汤勺、漏勺、铝锅等炊具的柄用木料制成,为什么? 答:是因为木料是热的不良导体,以便在烹任过程中不烫手。 3、滚烫的砂锅放在湿地上易破裂。为什么? 答:这是因为砂锅是热的不良导体, 如果把烧得滚热的砂锅,突然放到潮湿或冷的地方,砂锅外壁的热就很快地被传掉,而内壁的热又一下子传不出来,外壁冷却很快的收缩,内壁却还很热,没什么收缩,加以陶瓷特别脆,所以往往裂开。 或者:烫砂锅放在湿地上时,砂锅外壁迅速放热收缩而内壁温度降低慢,砂锅内外收缩不均匀,故易破裂。 4、往保温瓶灌开水时,不灌满能更好地保温。为什么? 答:因为未灌满时,瓶口有一层空气,是热的不良导体,能更好地防止热量散失。

5、煮熟后滚烫的鸡蛋放入冷水中浸一会儿,容易剥壳。为什么? 答:因为滚烫的鸡蛋壳与蛋白遇冷会收缩,但它们收缩的程度不一样,从而使两者脱离。 6、用焊锡的铁壶烧水,壶烧不坏,若不装水,把它放在火上一会儿就烧坏了。为什么? 答:这是因为水的沸点在1标准大气压下是100℃,锡的熔点是232℃,装水烧时,只要水不干,壶的温度不会明显超过100℃,达不到锡的熔点,更达不到铁的熔点,故壶烧不坏.若不装水在火上烧,不一会儿壶的温度就会达到锡的熔点,焊锡熔化,壶就烧坏了。 7、冬天水壶里的水烧开后,在离壶嘴一定距离才能看见“白气”,而紧靠壶嘴的地方看不见“白气”。这是因为紧靠壶嘴的地方温度高,壶嘴出来的水蒸气不能液化,而距壶嘴一定距离的地方温度低;壶嘴出来的水蒸气放热液化成小水滴,即“白气”。 答:这是因为紧靠壶嘴的地方温度高,壶嘴出来的水蒸气不能液化,而距壶嘴一定距离的地方温度低;壶嘴出来的水蒸气放热液化成小水滴,即“白气”。 8、某些表演者赤脚踩过炽热的木炭,从传热学角度解释为何不会烫伤?不会烫伤的基本条件是什么? 答:因为热量的传递和温度的升高需要一个过程,而表演者赤脚接触炽热木炭的时间极短,因此在这个极短的时间内传递的温度有限,不足以达到令人烫伤的温度,所以不会烫伤。 基本条件:表演者接触炽热木炭的时间必须极短,以至于在这段时间内所传递的热量不至于达到灼伤人的温度

高等传热学课件对流换热-第5章-1

第五章自然对流换热 当流体内部的温度分布或浓度分布不均匀时,会造成密度分布的不均匀,在体积力场的作用下,形成浮升力,而引起流体的流动与换热,这种现象称为自然对流。 在自然界与工程技术中,自然对流现象很多,譬如:地面与大气间温度差引起的复杂大气环流,工业排烟在大气中的混合与蔓延,工业废水在水域中的混合与扩散,各种电子器件的散热冷却,建筑物内的采暖,炉中的火焰与烟气的蔓延等。 在铸造、温控等涉及固/液相变的技术过程中,自然对流也是重要的物理过程。 与强制对流换热一样,自然对流也有层流与湍流,内部流动与外部流动的区别。

5-1 自然对流边界层分析 一、自然对流边界层的特点 以放置于静止流体中的竖壁为例。流体温度为T ∞,壁面温度为w T ,当w T T ∞>时,壁面附近的流体被加热,温度升高,密度变小,在重力场作用下产生浮力,使流体向上运动,如图。 (a) Pr 1=, ()T δδ= (b)Pr >>1, ()T δδ>

一般来说,不均匀的温度场仅出现在离壁面较近的流体层内,表现出边界层的特性。与强制对流不同,离壁面较远的流体静止不动。 对不同类的流体,其边界层内的速度分布、温度分布及控制机理有所不同。 (a) 当Pr 1=时,T δδ=,温度分布单调,速度分布在离壁面一定距离 处取得较大值,从壁面到速度极大值处,浮升力克服粘性力产生惯性力(速度)。随着离开壁面的距离的增加,浮升力减小,但粘性力以更快的速度减小,直至为零,即在此处取得极大值。从该点向边界层外缘,由于浮升力进一步减小,不足以维持如此大的惯性,所以速度又逐渐降低。 (b)Pr >>1时,T δδ>。在T y δ<区域,浮升力克服粘性力产生惯性;在T y δ>区域浮升力为零,流体靠消耗惯性力来克服粘性力。此时,温度分布与速度分布的宽度不同。 (c) Pr <<1时,T δδ<,热扩散能力大于粘性扩散能力。在y δ<区域,

行政管理学课程作业及答案1

行政管理学作业1 单项选择题 第1题行政职能的发挥,必须通过一定的()来实现。 A、行政机构 B、行政领导 C、公务员 D、监督部门 答案:A 第2题行政组织的基本单位是()。 A、民间组织 B、股 C、职位 D、法人 答案:C 第3题人们在行政管理实践中形成的对自己的行为所应有的一种行政责任感是指()。 A、责任感 B、权力感 C、政治性 D、内心信念 答案:D 第4题管理过程的中心是()。 A、决策 B、监督 C、实施 D、改革 答案:A 第5题在我国,()是国家权力关系体系中的核心组成部分。

A、人民代表大会 B、执政党 C、军队 D、国务院 答案:B 第6题“行政是国家的组织活动”,这一论断是()提出的。 A、亚里斯多德 B、黑格尔 C、列宁 D、马克思 答案:D 第7题学习研究行政管理学的最根本的方法是()。 A、唯物辩证法 B、系统分析法 C、比较研究法 D、案例分析法 答案:A 第8题国家行政管理的主体是()。 A、国务院 B、行政组织 C、行政领导 D、行政人员 答案:B 第9题行政领导机构最普遍、最突出的特征是()。 A、管理性 B、合作性 C、层级性

D、统筹性 答案:C 第10题不管行政的主体是谁,只要是对国家事务或社会公共事务的管理,就都属于行政活动的范围。这种观点属于()。 A、管理角度上的行政 B、实质与形式意义上的行政 C、政治角度上的行政 D、主体意义上的行政 答案:B 多项选择题 第11题从政府职能作用的方式角度看,政府的职能可区分为()。 A、计划职能 B、组织职能 C、指挥职能 D、控制职能 E、监督职能 答案:A|B|C|D|E 第12题传统的公共行政学时期,也有人称为()。 A、X理论时期 B、静态公共行政学时期 C、科学管理时期 D、人际关系时期 E、动态行政学时期 答案:A|B|C 第13题下列属于文化环境要素的是()。 A、组织文化 B、意识形态

高等传热学作业修订版

高等传热学作业修订版 IBMT standardization office【IBMT5AB-IBMT08-IBMT2C-ZZT18】

第一章 1-4、试写出各向异性介质在球坐标系)(?θ、、r 中的非稳态导热方程,已知坐标为导热系数主轴。 解:球坐标微元控制体如图所示: 热流密度矢量和傅里叶定律通用表达式为: → →→??+??+??-=?-=k T r k j T r k i r T k T k q r ? θθ?θsin 11' ' (1-1) 根据能量守恒:st out g in E E E E ? ???=-+ ?θθρ?θθ??θθ?θd drd r t T c d drd r q d q d q dr r q p r sin sin 2 2??=+??-??-??-? (1-2) 导热速率可根据傅里叶定律计算: ?θθ θθd r dr T r k q sin ???- = (1-3) 将上述式子代入(1-4-3)可得到 ) 51(sin sin )sin ()sin (sin )(222-??=+??????+??????+?????????θθρ?θθ? θ? θ??θθθθ?θθ?θd drd r t T c d drd r q d rd dr T r k rd d dr T r k d d dr r T r k r p r 对于各 向异性材料,化简整理后可得到: t T c q T r k T r k r T r r r k p r ??=+??+????+?????ρ?θθθθθ?θ2222222sin )(sin sin )( (1-6)

电子商务课程作业及答案1

电子商务作业1 单项选择题 第1题供应链管理是协调供应链上所有参与公司之间的物流、信息流和()。 A、资金流 B、人员流 C、产品流 D、意识流 答案:A 第2题电子商务安全措施是指()的物理或逻辑步骤的总称。 A、识别、降低或消除人身威胁 B、识别、降低或加剧安全威胁 C、增加、降低或消除安全威胁 D、识别、降低或消除安全威胁 答案:D 第3题目前现金持有办法是()。 A、银行存贮和股票存贮。 B、在线存贮和离线存贮。 C、银行存贮和离线存贮。 D、在线存贮和网上存贮。 答案:B 第4题加密就是用基于数学算法的程序和保密的密钥对信息进行编码,生成()。 A、难以理解的字符串 B、容易理解的字符串 C、不可理解的字符串 D、以上都不对 答案:A 第5题安全漏洞是指()可因之进入系统的安全方面的缺陷。

A、破坏者 B、管理员 C、客户 D、用户 答案:A 多项选择题 第6题按密钥和相关加密程序类型可把加密分为三类:()。 A、散列编码 B、对称加密 C、小波变换 D、傅里叶变换 E、非对称加密 答案:A|B|E 第7题 WWW商务服务器软件包括()。 A、FTP服务器 B、WWW服务器 C、电子邮件服务器 D、远程登录服务器

E、主机上的操作系统 答案:A|B|C|D|E 第8题防火墙分成若干类,包括( )。 A、包过滤服务器 B、网关服务器 C、杀毒服务器 D、代理服务器 E、路由服务器 答案:A|B|D 第9题供应链计划系统包括()。 A、订单支持模块 B、先进调动与生产计划模块 C、需求计划模块 D、分销计划模块 E、运输计划模块 答案:A|B|C|D|E 第10题公司贯彻客户关系管理所必须解决的组织难题有:

高等传热学考试范围(答案)

1.强迫流动换热如何受热物性影响? 答:强迫对流换热与Re和Pr有关;加热与对流的粘性系数发生变化。 2.强化传热是否意味着增加换热量?工程上强化传热的收益和代价通常是指什么? 答:不一定,强化传热是指在一定条件(如一定的温差、体积、重量或泵功等)下增加所传递的热量。工程上的收益是减小换热器的体积节省材料和重量;提高现有换热器的换热量;减少换热器的阻力,以降低换热器的动力消耗等。代价是耗电,并因增大流速而耗功。 3.传热学和热力学中的热平衡概念有何区别? 答:工程热力学是温度相同时,达到热平衡,而传热学微元体获得的能量等于内热源和进出微元体热量之和,内热源散热是有温差的。 4.表面辐射和气体辐射各有什么特点? 为什么对辐射板供冷房间,无需考虑气体辐射的影响,而发动机缸内传 热气体辐射却成了主角? 答:表面辐射具有方向性和选择性。气体辐射的特点:1.气体的辐射和吸收具有明显的选择性。2. 气体的辐射和吸收在整个气体容器中进行,强度逐渐减弱。空气,氢,氧,氮等分子结构称的双原子分子,并无发射和吸收辐射能的能力,可认为是热辐射的透明体。但是二氧化碳,水蒸气,二氧化硫,氯氟烃和含氯氟烃的三原子、多原子以及不对称的双原子气体(一氧化碳)却具有相当大的辐射本领。房间是自然对流,气体主要是空气。由于燃油,燃煤及然气的燃烧产物中通常包含有一定浓度的二氧化碳和水蒸气,所以发动机缸内要考虑。 5.有人在学完传热学后认为,换热量和热流密度两个概念实质内容并无差别,你的观点是? 答:有差别。热流密度是指通过单位面积的热流量。而换热量跟面积有关。 6.管内层流换热强化和湍流换热强化有何实质性差异?为什么? 答:层流边界层是强化管内中间近90%的部分,层流入口段的热边界层比较薄,局部表面传热系数比充分发展段高,且沿着主流方向逐渐降低。如果边界层出现湍流,则因湍流的扰动与混合作用又会使局部表面传热系数有所提高,再逐渐向于一个定值。而湍流是因为其推动力与梯度变化和温差有关,减薄粘性底层,所以强化壁面。 7.以强迫对流换热和自然对流换热为例,试谈谈你对传热、流动形态、结构三者之间的关联 答:对流换热按流体流动原因分为强制对流换热和自然对流换热。一般地说,强制对流的流速较自然对流高,因而对流换热系数也高。例如空气自然对流换热系数约为5~25 W/(m2?℃),强制对流换热的结构影响了流体的流态、流速分布和温度分布,从而影响了对流换热的效果。流体在管内强制流动与管外强制流动,由于换热表面不同,流体流动产生的边界层也不同,其换热规律和对流换热系数也不相同。在自然对流中,流体的流动与换热表面之间的相对位置,对对流换热的影响较大,平板表面加热空气自然对流时,热面朝上气流扰动比较激烈,换热强度大;热面朝下时流动比较平静,换热强度较小。 8.我们经常用Q=hA·Δt.计算强迫对流换热、自然对流换热、沸腾和凝结换热,试问在各种情况下换热系数与 温差的关联? 答:强迫对流的换热系数与Re,Pr有关但与温差无关,自然对流与Gr的0.25次方有关联,即与温差有关,凝结换热换热系数是温差的-0.25次方。 9.试简述基尔霍夫定理的基本思想 答:一、基尔霍夫第一定律:汇于节点的各支路电流的代数和等于零,用公式表示为: ∑I=0 又被称作基尔霍夫电流定律(KCL)。 二、基尔霍夫第二定律:沿任意回路环绕一周回到出发点,电动势的代数和等于回路各支路电阻(包括电 源的内阻在内)和支路电流的乘积(即电压的代数和)。用公式表示为: ∑E=∑RI 又被称作基尔霍夫电压定律(KVL)。 10.简述沸腾换热与汽泡动力学、汽化核心、过热度这些概念的关联 答:沸腾是指在液体内部以产生气泡的形式进行的气化过程,就流体运动的动力而言,沸腾过程又有大容器沸

机械设计基础课程形成性考核作业及答案

机械设计基础课程形成性考核作业(一) 第1章静力分析基础 1.取分离体画受力图时,_______力的指向可以假定,_______力的指向不能假定。 A.光滑面约束力B.柔体约束力C.铰链约束力D.活动铰链反力E.固定端约束力F.固定端约束力偶矩G.正压力2.列平衡方程求解平面任意力系时,坐标轴选在______的方向上,使投影方程简便;矩心应选在_____点上,使力矩方程简便。 A.与已知力垂直B.与未知力垂直C.与未知力平行D.任意E.已知力作用点F.未知力作用点G.两未知力交点H.任意点3.画出图示各结构中AB构件的受力图。 4.如图所示吊杆中A、B、C均为铰链连接,已知主动力F=40kN,AB=BC =2m,α=30?.求两吊杆的受力的大小。

第2章常用机构概述 1.机构具有确定运动的条件是什么? 2.什么是运动副?什么是高副?什么是低副? 3.计算下列机构的自由度,并指出复合铰链、局部自由度和虚约束。 第3章平面连杆机构 1.对于铰链四杆机构,当满足杆长之和的条件时,若取___为机架,将得到双曲柄机构。 A.最长杆B.与最短杆相邻的构件 C.最短杆D.与最短杆相对的构件

2.根据尺寸和机架判断铰链四杆机构的类型。 3.在图示铰链四杆机构中,已知,l BC=150mm ,l CD=120mm,l AD=100mm,AD为机架;若想得到双曲柄机构,求l AB的最小值。 4.画出各机构的压力角传动角。箭头标注的构件为原动件。 第4章凸轮机构 1.凸轮主要由___________,__________和__________三个基本构件组成。 2.凸轮机构从动件的形式有______从动件,________从动件和________从动件。 3.按凸轮的形状可分为_______凸轮、_______凸轮和________凸轮。 4.已知图示凸轮机构的偏心圆盘的半径R=25mm,凸轮轴心到圆盘中心的距离L=15mm,滚子半径r T=5mm。试求: (1)凸轮的基圆半径R O=? (2)画出图示机构的压力角 (3)推杆的最大行程H=? (4)图示位置从动件的位移S=?

2011年《高等传热学》结课作业

2011年《高等传热学》结课作业 ———放假前提交作业 一、【15分】无内热源物体内的稳态导热,材料为常物性。请选择合适的坐标系,写出其导 热微分方程及边界条件。 (1) 巨型薄板(0≤x≤L1,0≤y≤L2,0≤z≤L3),L3< 0时,x = 0处的边界维持0℃,试求温度场的表达式。 四、【15分】转速为500r/min的二冲程柴油机,气缸壁为铸铁,热扩散率为1.65×10-5m2/s, 导热系数为33W/(m.℃),气缸壁内侧的综合表面传热系数为100 W/(m2.℃),气缸内燃气温度在20℃至2000℃间波动,假定这种波动按简谐规律进行。气缸套壁厚5mm,缸套由水冷却,水温70℃,表面传热系数为4000 W/(m2.℃)。试求气缸套壁内的温度分布及单位面积散热量。 五、【10分】两块相同材料的半无限大物体,温度分别为t i1和t i2,τ= 0时,两物体界面紧 密接触,试求τ> 0时,两物体内的温度场t(x,τ)。 六、【10分】水在一内径为0.2m的圆管内流动,平均流速为3m/s。假定流动已充分发展, 水的密度为998.2kg/m3,运动粘度为1.006×10-6m2/s。试确定平均阻力系数C f、每米管长的压降及摩擦系数f。 七、【10分】飞机的油冷器装在机翼的夹层中,利用空气掠过进行冷却。机翼表面可理性化 为一平壁。71kPa、-4℃的空气以61m/s的速度掠过。油冷器位于离导边0.9m处,假定其壁面为定壁温,温度为54℃。油冷器的壁面尺寸为60×60cm,问散热量是多少?八、【20分】一无限长的正方柱体,两相邻面维持200℃,另两相邻面维持100℃,试用蒙 特卡洛法编程计算正方柱体中心线的温度。给出源程序,并测试随机试验次数、网格剖分粗细对计算结果的影响。

中南大学《工程测量》课程作业一及参考答案

(一) 单选题 1. 在高斯平面直角坐标系中,纵轴为()。 (A) 轴,向东为正 (B) 轴,向东为正 (C) 轴,向北为正 (D) 轴,向北为正 参考答案: (C) 2. 观测某目标的竖直角,盘左读数为101°23′36″,盘右读数为258°36′00″,则 指标差为( )。 (A) 24″ (B) -12″ (C) -24″ 12″ (D) 参考答案: (B) 3. 已知直线AB的真方位角为,A点的磁偏角为,AB的磁方位角为()。 (A) (B)

(C) (D) 参考答案: (D) 4. 对高程测量,用水平面代替水准面的限度是()。 (A) 在以10km 为半径的范围内可以代替 (B) 在以20km 为半径的范围内可以代替 (C) 不论多大距离都可代替 (D) 不能代替 参考答案: (D) 5. 经纬仪对中误差所引起的角度偏差与测站点到目标点的距离()。 (A) 成反比 (B) 成正比 (C) 没有关系 (D) 有关系,但影响很小 参考答案: (A) 6. 地理坐标分为()。 (A) 天文坐标和大地坐 标 (B) 天文坐标和参考坐 标 (C) 参考坐标和大地坐 标 (D) 三维坐标和二维坐 标 参考答案: (A)

7. 水准测量中,调整微倾螺旋使管水准气泡居中的目的是使()。 (A) 竖轴 竖 直 (B) 视准 轴水平 (C) 十字丝横丝水 平 (D) 十字丝竖丝竖 直 参考答案: (B) 8. 地面点到高程基准面的垂直距离称为该点的()。 (A) 相对高 程 (B) 高 程 (C) 高 差 (D) 轴子午 线 参考答案: (B) 9. 水准仪的()应平行于仪器竖轴。 (A) 视准轴 (B) 十字丝横丝 (C) 圆水准器 轴 (D) 管水准器 轴 参考答案: (C) 10. 光学经纬仪水平盘与读数指标的关系是()。 (A) 水平盘随照准部转动,读数指标不动 (B) 水平盘与读数指标都随照准部转动 (C) 水平盘不动,读数指标随照准部转动 (D) 水平盘与读数指标都不随照准部转动 参考答案: (C)

高等传热学课件对流换热-第6章-1

第六章 高速流动对流换热
在前面几章介绍的强制对流换热中, 我们假设速度和速度梯度充 分小,以致动能和粘性耗散的影响可以忽略不计。现在考虑高速和粘 性耗散的影响。我们主要介绍有更多重要应用的外部边界层。
6.1 高速流对流换热基本概念
高速对流主要涉及以下两类现象: z 从机械能向热能的转换,导致流体中的温度发生变化; z 由于温度变化使流体的物性发生变化。 空气一类气体若具有极高的速度,将会导致超高温离解、质量浓 度梯度,并因此发生质量扩散,使问题变得更加复杂。这里仅限于关 注未发生化学反应的边界层;对空气来说,这意味着我们将不考虑温

度超过 2000K 或者马赫数高于 5 的情况。对液体,如果普朗特数足 够高的话,粘性耗散实际上在中等速度时就具有很可观的作用。 我们的讨论仅限于普朗特数接近于 1 的气体。 有关高速对流的研究大都涉及对机械能转换和流体物性随温度 变化两个因素的总体考虑,很难看到它们单独的影响。这里,我们暂 不考虑变物性的影响,首先讨论能量转换问题。 能量转换过程能可逆地发生,也能不可逆地发生。比如,在边界 层内,激波与粘性的相互作用使得机械能与热能间的不可逆转换增 大,无粘性的速度变化(比如在接近亚音速滞止点附近流体的减速) 则产生可逆的,或者非常接近可逆的能量转换。高速边界层滞止点的 比较能很好地说明这两种情况的明显区别。 z 在滞止点(图 6-1)处速度降低,边界层以外的压力和温度提高。 对于亚音速流动, 该过程几乎是等熵的, 流体粘度不起什么作用。 无论减速可逆还是不可

逆,滞止区边界层以外的流体 温度等于滞止温度, 也就是说, 流体温升来自于绝热减速:
? T∞
V2 = T∞ + 2c
(6.1.1)
V
若不考虑变物性影响,并
* 用 T∞ 代替 T∞ , 低速滞止点的解
也能适用于高速滞止点问题:
? qw = h (Tw ? T∞ )
图 6-1 滞止点的流动
(6.1.2)
z 但高速边界层问题有所不同。 如果自由速度很高, 边界层以内速 度梯度很大, 边界层内因粘性切应力产生粘性耗散。 如果物体是 绝热的,那么耗散产生的热量可以靠分子或者涡漩传导的机理, 从靠近表面的向边界层外传递出去, 如图 6-2 所示。 稳态条件下, 在粘性耗散和热传导之间存在一种平衡状态, 导致图 6-2 所示的 温度分布。此条件下的表面温度就等于绝热壁面温度 Taw 。

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