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高速對流傳熱*為什么不研究高速對流下的動量傳遞？*層流邊界層的微分方程（1）根據(jù)邊界層的特點(diǎn)，三大守恒方程將得到如下簡化普遍質(zhì)量方程：層流邊界層的質(zhì)量方程：*層流邊界層的微分方程（2）普遍動量方程：層流邊界層的動量方程：或*層流邊界層的微分方程（3）普遍能量方程：層流邊界層的能量方程：*定常、恒定流、忽略體積力、無內(nèi)熱源質(zhì)量方程動量方程能量方程*含有質(zhì)量方程的動量方程動量微分方程的解，已經(jīng)在前面討論過了?？梢?，不論流速如何，前述動量方程的解都是適用的。動量方程不受粘性耗散的影響。*能量方程的兩種表述形式焓的表述形式滯止焓的表述形式*含有質(zhì)量方程的能量（滯止焓）方程*含有質(zhì)量/動量方程的能量（焓）方程*怎樣處理粘性耗散項(xiàng)？高速層流能量方程高速湍流能量方程*含有質(zhì)量方程的能量（滯止焓）方程*高速層流能量方程*高速湍流的處理*高速湍流的處理*高速湍流能量方程*高速流的層/湍流能量方程層流能量方程湍流能量方程以滯止焓表述的高速流能量方程，其形式與流態(tài)無關(guān)。*Pr=1的高速對流傳熱*高速流的處理（普朗特?cái)?shù)=1）*高速流與變物性低速流層流常物性低速流微分方程變物性低速流微分方程質(zhì)量方程動量方程能量方程Pr=1條件下的高速流能量方程，與變物性低速流能量方程有著相同的表述形式。*高速流的解高速層/湍流邊界層和變物性低速層流邊界層具有完全相同的微分方程形式，因此其解可以用變物性低速層流邊界層得到的解。但邊界條件的表述卻有所不同。高速粘性耗散的主要影響，體現(xiàn)在低速時的自由流溫度由高速時的自由流滯止溫度來代替。*已經(jīng)解決的能量方程層流能量方程及其解湍流能量方程及其解*邊界條件變物性低速層流高速層流高速湍流解*Pr≠1的高速對流傳熱常物性高速層流*定常邊界層下的三大方程質(zhì)量方程，動量方程，能量方程，*引入常物性條件后的三大方程質(zhì)量方程，動量方程，能量方程，*引入相似性參量于高速層流邊界層質(zhì)量方程和動量方程的形式與低速層流邊界層相同，顯然存在著速度場的相似性解。引用相似性參量，*Pr≠1時的常物性高速層流邊界層定義無量綱參數(shù)，代入上式，與第七章的低速流相比，多出等號左邊第三項(xiàng)。*Pr≠1常物性高速層流邊界層的特解是上式的一個特解，其邊界條件為：解得為恢復(fù)系數(shù)*考慮它的齊次部分在低速層流邊界層傳熱問題中曾經(jīng)有過這樣的解，在以下邊界條件下，它的一般解為，

*Pr≠1常物性高速層流邊界層的通解線性方程的全解為，以上全解應(yīng)當(dāng)滿足如下的邊界條件，解得

*Pr≠1常物性高速層流邊界層的通解于是全解為，由上式立即得到，*Pr≠1常物性高速層流邊界層熱通量現(xiàn)在就可以計(jì)算壁面的熱通量，第七章中曾經(jīng)給出，*Pr≠1常物性高速層流邊界層傳熱解注意到在Pr=1的情形下，有：在低速情況下：，于是有，則，

該式與低速給出的結(jié)果完全一樣。于是，如果流體物性為常數(shù)，則完全可以用這種方式來處理粘性耗散的影響：在對流傳熱系數(shù)h的定義式中，用絕熱壁溫替換主流溫度。*絕熱壁溫的計(jì)算現(xiàn)在剩下的問題是如何計(jì)算絕熱壁溫，前面曾經(jīng)給出過Pr=1條件下的計(jì)算方式，對于Pr≠1的情形，引入一個恢復(fù)系數(shù)，表述為，恢復(fù)系數(shù)的計(jì)算式為，

*高速邊界層中速度剖面與絕熱壁溫剖面如圖所示的一個絕熱物體，顯然產(chǎn)生的熱能只能由分子傳導(dǎo)或漩渦傳導(dǎo)機(jī)制，由緊靠壁面的區(qū)域排出。在定常情況下，粘性能量耗散與熱傳導(dǎo)之間建立平衡，并且溫度分布結(jié)果如圖所示。這種條件下的表面溫度稱為絕熱壁溫。*Pr≠1下常物性高速流解的回顧只考慮層流，未涉及湍流。使用的是“焓”形式的能量方程，而非“滯止焓”。仍然采用相似性解的方法。與常物性低速流相比，Blasius方程中多了一項(xiàng)，可將此項(xiàng)作為特解來處理。高速流能量傳遞的一個特殊現(xiàn)象就是絕熱壁溫的存在，這時的能量傳遞只能依靠傳導(dǎo)。這或許是產(chǎn)生“熱障”的重要原因之一？！*Pr≠1的高速對流傳熱變物性高速層流*變物性氣體的層流邊界層定常、無壓力梯度、變物性、無內(nèi)熱源、忽略體積力條件下的三方程，質(zhì)量方程，含有質(zhì)量方程的動量方程形式為，含有質(zhì)量方程、動量方程的能量方程形式為，能量方程中的粘性耗散項(xiàng)可以略去時，作為變物性的解，我們曾經(jīng)在第十章中討論過，方法依舊采用相似性解，其定義由表所示。*常物性和變物性的定義層流邊界層常物性變物性定義式*變物性條件下的低速與高速邊界層的常微分方程層流邊界層低速變物性高速變物性動量方程能量方程*設(shè)c=const，則上表變?yōu)閷恿鬟吔鐚拥退僮兾镄愿咚僮兾镄詣恿糠匠棠芰糠匠?如果則上表更可簡化為層流邊界層低速變物性高速變物性動量方程能量方程*關(guān)于高速變物性的動量方程和能量方程的形式

邊界層方程高速變物性溯源動量方程低速常物性：§6.1相似性解：常物性和恒定自由流速度時的層流不可壓縮邊界層能量方程高速常物性：§11.3Pr=1情形的常物性高速層流邊界層*變物性氣體的層流邊界層重要結(jié)論：我們發(fā)現(xiàn)，在的假定和的條件下，高速變物性層流邊界層動量方程變?yōu)榈退俪Ｎ镄詫恿鬟吔鐚訂栴}，能量方程則變?yōu)楦咚俪Ｎ镄詫恿鬟吔鐚訂栴}。*本章小結(jié)高速對流包括的兩種基本現(xiàn)象：機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，致使流體溫度變化；由于溫度變化的結(jié)果，引起流體物性變化。處理高速流問題的方法：首先考慮能量轉(zhuǎn)換問題，其次考慮變物性的影響。*本章小結(jié)定義滯止焓：，其顯著作用在于考慮了動能的影響。在高速流邊界層中，層流和湍流的能量方程具有完全相同的形式。對于“Pr=1”的高速層流邊界層，可直接引用變物性低速層流邊界層得到的解?！啊蓖牧鬟吔鐚拥玫较嗤慕Y(jié)論“Pr≠1”情形的常物性高速層流邊界層絕熱壁絕熱壁溫如果流體物性為常數(shù)，則完全可以用這種方式來處理粘性耗散的影響：在對流傳熱系數(shù)的定義式中，用絕熱壁溫替換主流溫度在