对流换热基本方程.pptx
上传人:骑着****猪猪 上传时间:2024-09-14 格式:PPTX 页数:32 大小:279KB 金币:20 举报 版权申诉
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会计学第六章对流换热基本方程6-1质量守恒与连续性方程6-1质量守恒与连续性方程局部的质量守恒表达式也可以写为(6-1-7)即其中为全导数,即(6-1-8)为当地变化率。·V即速度矢量V的散度divV,因而方程形式变为(6-1-9)也可以用张量形式写出连续性方程,即(6-1-10)其中i=1,2,3。对于不可压流体,密度ρ为常量,=0,则连续性方程为(6-1-11)将动量守恒定律应用于运动的流体(控制体)中,可以得到动量方程。控制体上的外作用力分为表面力(与表面积成正比,如压力和粘性应力等)和体积力(与体积成正比,如重力和离心力等)。考虑作用于控制体上的力平衡,有(6-2-1)式中,n表示所讨论的方向。有关动量方程的推导,只扼要讨论其二维情况。图6-2给出了二维有限控制体的动量变化和作用力分析,将式(6-2-1)应用于x方向,得到(6-2-2)6-2动量方程等式两边同除以,得到(6-2-3)考虑前面得到的连续性方程(6-1-4),有(6-2-4)式(6-2-4)中的法向应力和切向应力由下式给出:(6-2-5)(6-2-6)将应力关系式代式(6-2-5)、(6-2-6),即得到x方向的纳维-斯托克斯方程:(6-2-7)如果流体是常物性和不可压缩的,则上式简化为(6-2-8)下面给出了直角坐标系下的三维、常物性、不可压缩流体的纳维-斯托克斯(N-S)方程:(6-2-9)(6-2-10)为简洁,可以表示为向量形式:(6-2-12)由热力学知(6-2-13)一般,不为零,但dP、dT较小时可以认为dρ0,ρ=常数。6-3能量方程6-3-1热对流携的净能量单位质量流体的总能量e由热力学能与宏观动能组成,称为总能:(6-3-2)x方向流体携入控制体的净能量为ρuedydz与之差,即类似地可以得到y、z方向流体净携入的能量为和因而,单位时间内流体通过界面净携入控制体的能量为dE或6-3-2通过导热在界面导的净能.x方向净导能量为与之差,即由傅里叶定律6-3能量方程6-3能量方程6-3能量方程6-3能量方程6-3能量方程6-3能量方程6-3能量方程6-3能量方程6-4熵方程6-4熵方程6-5方程的封闭与求解方法6-5方程的封闭与求解方法6-6数量级分析6-6数量级分析6-6数量级分析6-6数量级分析6-6数量级分析