渦流傳導

渦流傳導

分子傳遞可以用現象方程來說明。這種傳遞過程僅存在於固體、靜止流體或做層流運動的流體中。當流體做湍流運動時,由於存在大大小小的湍渦,流體微團的不規則混合運動會導致動量、質量和熱量的傳遞,因此,此時不僅存在分子傳遞,還存在著由漩渦所進行的傳遞。由於流體微團的質量遠遠大於分子質量,因而會使傳遞過程大為強化。在湍動強烈的情況下,主要為渦流傳導。

基本介紹

  • 中文名:渦流傳導
  • 外文名:eddy conduction
  • 套用學科:熱力工程
基本概念,相關公式,

基本概念

熱量可以經由分子傳導和渦流傳導而透過任何氣體介質(例如大氣)轉移。這兩種傳導很相似,都能傳遞熱量、動量等等,效果相同,但影響的程度卻相差逕庭。渦流傳導的本領要比分子傳導大得多。
在靜水中,熱量只靠分子傳導,它的傳導容量和穿透都和陸地相差不大。可見海水平靜時,海上和陸上的熱量交換相差不各。但如海洋被風吹動時,熱量在垂直方向由運動而傳播,大部水能以混合,並不靠緩慢的分子傳導過程。可見激動的水,它的傳導率和傳導容量要此靜水大得多,這就是渦流傳導的緣故。
空氣比水的流動性更大,即使在寧靜空氣中也會有少量亂流。空氣的流動率主要由溫度的直減率來決定。直減率越大,流動性也越大。換句話說,直減率較大的一段時間,有很深厚的一層空氣彼此交換。相反來說,溫度直減率較緩和,空氣的流動性減低,只有很淺的一層空氣受到影響。

相關公式

漩渦運動和分子運動具有一定的類似性。因此可仿照描述分子傳遞性質的現象方程,對湍流流動做相似處理,得到渦流傳遞時傳遞通量的表達式。
如渦流動量通量可寫成
式中:
:渦流剪應力。或稱為雷諾應力,pa;
:渦流黏度。m/s;
渦流熱量通量可表示為
式中:
:為渦流熱通量。J/ms;
:渦流熱擴散係數。m/s;

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