外掠平板湍流边界层对流传热特性解析预测方法

• 作者: 李开勇 王翼鹏 赵波
• 来源期刊: 机械工程与技术
• 学科: 物理学
• 关键词: 湍流边界层 积分法 解析解 速度场 温度场 对流换热
• 年，卷（期）: 2020,（3）
• 页码范围: 226-234
• 页数: 9页
• 分类号: O35

摘要

外掠平板湍流流动特性是研究湍流传热特性的基本问题之一,具有重要的理论意义和工程应用价值。将不可压缩湍流边界层划分为层流底层和湍流核心区,分别采用三次多项式和幂函数代表两个区域的速度场(温度场)分布,利用积分方法建立了动量方程和能量方程组并获得显式解析解,通过四阶龙格–库塔法得到速度和温度边界层厚度分布。与以往模型对比表明,选择1/5次幂函数在湍流核心区符合得较好。以此为基础同时获得了湍流边界层的对流热传递特性。获得的解析解与Blackwell、Moffat和Kays等人的试验结果,以及普朗特–泰勒二层模型和Schlichting经验公式对比表明具有较好的一致性,证明了理论模型的正确性。