流体层流横掠多孔介质中等温平板的对流换热积分解

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2020年07月30日 18:42
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第2 1卷 第4期 
2008年12月 
石油化工高等学校学报 
V o1.2 1 No.4 
JOURNAL OF PETROCHEMICAl UNIVERSIT IES 
Dec.2008 
文章编号:1006—396X(2008)04—0064—0 4 
|Ⅱ 
流体层流横掠多子L介质中等 
平板的对流换热积分解 
日 李菊香 , 涂善东 
(1.南京工业大学能源学院,江苏南京210009; 2.华东理工大学 ,上海200237) 
摘要: 对流体层流横掠多孔介质中等温平板的二维流动应用Brinkman --Forchheime--extended Darcy模型 
和流体与多孔介质之间局部热平衡 的传热理论建立质量方程、动量方程和能量方程,应用数量级分析的方法对方程 
组进行了简化,并应用 积分法得出了边界层内流体的速度分布、温度分布、以及摩擦系数和对流换热系数的理论表 
达式。结果 表明,多孔介质中平板表面的速度边界层厚度与光板时有明显的不同,其在平板前端迅速增长,尔后变 
得非常平坦并几乎不再增长;而热边界层厚度则和光板时类似,沿着流动方向不断地增长。 
关键词:  多孔介质; 强迫层流横掠平板;.边界层; 对流换热;积分解 
中图分类号:TB383.4;TK 124 文献标识码:A 
Integral Solution of Convection He at Transfer of Fluid’S Laminar Forced 

Flo w Over an Isothermal Plate in Porous Medium 
LI  Ju—xiang ,TU Shan--dong 
(1.Energy ofCollege,N anjing University of Technology,Nanjing Jiangsu 21 0009,P.R.China; 
2.East China University of Sci ence and Technology,Shanghai 210037,P.R.China) 
Received 29 December 2007;revised 23 June 2008;ac cepted 13 October 2008 
Abstract:The Brinkman—F orchheime--extended Darcy model and the theory of  equilibrium between fluid and porous medium 
we re used tO establish the mass conservation equatio n,momentum conservation equations and energy conse rvation equation of 
the two—dimensional lamina r flow over an isothermal plate in porous medium.T he equations were simplified by analyzing the 
order of magnitude of each item.The formulas of th e velocity distribution and temperature distributi on in the boundary layer, 
and surface viscous  friction coefficient,convection heat transfer coef ficient have been obtained by use of the integrati on method. 
It is shown that the boundary layer  thickness in the porous medium increases very qui ckly at the beginning of the plate and 
reaches  a steady thickness very soon,which is different o bviously from that of a plain plate.But the therma l boundary layer 
thickness increases continuou sly along the flow direction and is similar tO the  situation of a plain plate. 
Key words:Porous  medium;Laminar forced flow over a plate;Boundary l ayer;Convection heat transfer;Integral solution Corresp0nding author.Te1.:+86—25—83432802;fax:+8 6—25—83432802;e--mail:lijuxiang64@sohu.corn 
多孔 介质内流体对流换热规律的研究是目前传 
热传质领域内最为热门的课题之一,多孔泡沫金属 
考虑较为全面的流动模型是Brinkman— 
Forchheime—extended Darc y模型l1引。本文应用 
由于具有重量轻、极大的比表面积等许多优点,有关 
以多孔泡沫金 属作为换热设备的研究和应用也正迅 
速开展起来 。最初的多孔介质中流体流动的 
Darc y模型已越来越不适应实际的流动情况,目前 
收稿日期:2007—12—29 
Brink man--Forchheime--extended Darcy模型建立 
质量方程和动量方程、 以流体和多孔介质之间符合 
局部热平衡的传热理论建立能量方程,对流体强迫 
层流横掠多孔 介质中等温平板的对流传热进行了研 
究,应用数量级分析的方法对方程组进行简化,最后 
应 用积分法进行了近似计算,得出了边界层内的速 
度分布和温度分布、以及摩擦系数和对流换热系数 < br>的计算公式。 
作者简介:李菊香(1964 
),女,江苏启东市,高级工程师,在 
读博士。 
基金项目:江苏省自然科 
学基金(BK2004214)。 

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