对流传热知识点概述与微分方程求解方法
该思维导图概述了对流传热的主要知识点,包括定义与分类、影响因素及牛顿冷却公式,进一步介绍了对流传热的微分方程组及边界层理论。还探讨了动量与热量传递的类比,以及相似理论的基础和实验方法,最后简要介绍了对流传热的数值求解方法,涵盖了控制方程离散化和湍流模型等内容,共统计知识点34个。
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# 对流传热知识点
- 一、对流传热概述
- 1.1 定义与分类
- 对流传热 = 流体流动(强制对流/自然对流) + 导热作用
- 分类
- 单相对流传热
- 相变对流传热
- 层流对流传热
- 湍流对流传热
- 1.2 影响因素
- 流动状态(Reynolds数)
- 流体物性
- 动粘度(μ)
- 密度(ρ)
- 比热容(cp)
- 导热系数(λ)
- 表面几何条件
- 温差(Grashof数)
- 1.3 牛顿冷却公式
- 表面传热系数的意义
- 1.4 关键问题
- 确定表面传热系数的分布规律
- 影响因素的探讨
- 二、对流传热微分方程组
- 2.1 连续性方程
- 质量守恒原理
- 2.2 动量方程
- Navier-Stokes方程解析
- 动量守恒
- 2.3 能量方程
- 能量守恒
- 黏性耗散项的影响
- 2.4 边界条件
- 速度边界条件
- 无滑移条件
- 温度边界条件
- 等温壁面
- 热流密度条件
- 三、边界层对流传热微分方程组
- 3.1 普朗特边界层理论
- 流动边界层的概念
- 热边界层的定义
- 厚度的计算(δ与δ_t)
- 3.2 方程简化
- 数量级分析的应用
- 边界层方程的推导
- 连续性方程的修改
- 动量方程的简化
- 能量方程的修改
- 3.3 边界层特点
- 薄层内速度和温度梯度特征
- 主流区梯度的忽略
- 四、动量传递与热量传递的类比
- 4.1 雷诺类比(层流)
- 摩擦系数与传热系数的关系
- 4.2 柯尔本类比(湍流)
- 斯坦顿数的引入
- 4.3 类比条件
- 物性参数保持恒定(Pr ≈ 1)
- 无体积力影响
- 低速流动条件
- 4.4 应用实例
- 利用摩擦系数数据推算传热系数
- 五、相似理论基础
- 5.1 相似原理
- 三个相似定理
- 同类现象的识别
- 单值性条件的相似
- 相似准则数的相等性
- 5.2 准则数的介绍
- 努塞尔数(Nu)
- 雷诺数(Re)
- 普朗特数(Pr)
- 格拉晓夫数(Gr,针对自然对流)
- 5.3 实验方法
- 模化实验设计的步骤
- 准则方程的建立与应用
- 六、对流传热数值求解方法简介
- 6.1 控制方程离散化
- 有限差分法概述
- 有限体积法概述
- 有限元法概述
- 6.2 湍流模型
- k-ε模型的特点
- 大涡模拟(LES)的优势
- 6.3 求解步骤
- 网格划分的原则
- 边界条件设置方法
- 迭代求解的策略
- 结果验证的重要性
- 知识点统计
- 总计知识点数:34个
- 概
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