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什么是层流边界层和温度边界层?

2024-12-31 19:57:42大气治理1

一、什么是层流边界层和温度边界层?

层流边界层,大气科学术语,由于边界面法向上的速度梯度较大,而在某一给定边界附近出现分子黏滞应力较大的附近层次。

温度边界层的概念是流动边界层概念在非等温流动情况下的推广。运用温度边界层的特性,简化能量方程,仿照流动边界层的计算方法,可以进行对流传热的计算,确立温度分布,求得传热分系数。温度边界层也称热边界层,流体流过壁面时,边界附近因加热或冷却而形成的具有温度梯度的薄层,也就是对流传热热阻所在的区域。在此区域之外,温度梯度和热阻都可忽略。因此,关于对流传热的研究,仅限于温度边界层范围之内。

在湍流热对流系统中存在着两种边界层,黏性边界层和温度边界层。这两种边界层被认为都是由RB热对流中的大尺度环流在底板上的剪切而产生的。温度边界层中的热量传输是通过热传导,因此整体热量输运与温度边界层的厚度紧密相关。

二、什么是散逸层?

散逸层是指地球大气层的最外层。

地球大气层非常厚,在地心的引力下包围着地球,近地面大气之所以稠密是因为离地心近,散逸层离地心最远,所受地心引力微弱,外层大气不断地向外太空逃逸,所以又称逃逸层。散逸层没有明确的上限。

三、什么是边界层?

边界层:

路德维希·普朗特提出的力学名词。

边界层,又称附面层是一个流体力学名词,表示流体中紧接着管壁或其他固定表面的部份。边界层是由黏滞力产生的效应,和雷诺数Re有关。一般提到的边界层是指速度的边界层。在边界层外,流体的速度接近定值,不随位置而变化。在边界层内,在固定表面上流速为0,距固定表面越远,速度会趋近一定值。

四、边界层的范围是?

边界层是指流体力学中,紧贴物面的粘性力不可忽略的流动区域,又称流动边界层、附面层。这个理论首先是由鲁特维茨和冯·卡门在1904~1911年提出的。它描述流体速度迅速减小的区域,这里的流体动力学摩阻比分子热运动引起的摩阻大得多。边界层的厚度与流体的粘性、流速的大小有关,其范围从几毫米到几十米,与流体温度和物面材料有关。在边界层内,流体的物理性质与物面附近的物理性质相差不大,故可把边界层内的流动视为与物面流动相似的流体流动。

五、什么是速度边界层分为?

速度边界层:

流体在壁面附近有一薄层具有明显的速度梯度,

称为速度边界

.

温度边界层:流体在壁面附近有一薄层具有明显的温度梯度,称为温度边

界层,也称为热边界层。速度边界层是指当具有粘性且能润湿壁面的流体,经过壁面时由于粘滞力的作用,壁面附近的流体流速下降,直接贴附于壁面的流体静止不动的一个薄层

六、传热需要设置边界层吗?

与流动边界层类似,引入传热边界层的概念,将壁面附近因传热而使流体温度发生较大变化的区域(即温度梯度较大的区域)称为传热边界层,也称为热边界层或温度边界层。

七、大气的排序(平流层、对流层、电离层、中间层、散逸层)?

高度在1000千米以上,分为五层:(由下往上)对流层、平流层、中间层、热层和散逸层

八、什么是速度边界层的临界长度?

速度边界层(boundary layer)是高雷诺数绕流中紧贴物面的粘性力不可忽略的流动薄层,又称附面层。这个概念由近代流体力学的奠基人,德国人Ludwig Prandtl于(普朗特)1904年首先提出。从那时起,边界层研究就成为流体力学中的一个重要课题和领域。在边界层内,紧贴物面的流体由于分子引力的作用,完全粘附于物面上,与物体的相对速度为零。由物面向外,流体速度迅速增大至当地自由流速度,即对应于理想绕流的速度,一般与来流速度同量级。

因而速度的法向垂直表面的方向梯度很大,即使流体粘度不大,如空气、水等,粘性力相对于惯性力仍然很大,起着显著作用,因而属粘性流动。而在边界层外,速度梯度很小,粘性力可以忽略,流动可视为无粘或理想流动。在高雷诺数下,边界层很薄,其厚度远小于沿流动方向的长度,根据尺度和速度变化率的量级比较,可将纳维-斯托克斯方程简化为边界层方程。

求解高雷诺数绕流问题时,可把流动分为边界层内的粘性流动和边界层外的理想流动两部分,分别迭代求解。边界层有层流、湍流、混合流,低速(不可压缩)、高速(可压缩)以及二维、三维之分。由于粘性与热传导紧密相关,高速流动中除速度边界层外,还有温度边界层。

九、什么是热边界层可以忽略不计?

温度梯度和热阻是热边界层可以忽略不计

温度边界层又称热边界层,流体流过壁面时,边界附近因加热或冷却而形成的具有温度梯度的薄层,也就是对流传热热阻所在的区域。在此区域之外,温度梯度和热阻都可忽略。

温度边界层的概念,是流动边界层概念在非等温流动情况下的推广。运用温度边界层的特性,简化能量方程,仿照流动边界层的计算方法,可以进行对流传热的计算,确立温度分布,求得传热分系数。

十、对流层平流层电离层散逸层的区别?

对流层是地球大气层靠近地面的一层。由于90%以上的水汽集中在对流层中,所以云、雾、雨、雪等众多天气现象都发生在对流层。

平流层位于对流层的上方和中间层的下方,气流平稳,基本没有上下对流,利于飞机的飞行。

电离层从离地面约50公里开始一直伸展到约1000公里高度的地球高层大气空域。

散逸层,又称“外层”、“逃逸层”,是热层(暖层)以上的大气层,也是地球大气的最外层。

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