这些工科生,几代人都学错了传热学,70年间教科书一直错!

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这些工科生,几代人都学错了传热学,70年间教科书一直错!

无论是流经工业工厂冷凝板的水,还是流经加热和冷却管道的空气,流经平坦表面的流体都是现代生活许多过程的核心现象。然而,一项新的分析显示,这一过程的各个方面一直知之甚少,一些方面被错误地教授给了几代工科学生。这项研究检查了几十年来发表关于流体流动的研究和分析。研究发现,虽然大多数本科教科书和传热学课堂教学都将这种流动描述为:两个不同的区域被突然转变隔开,但实际上有三个不同的区域。

研究人员表示:一个漫长的过渡区与第一个和最后一个区域一样重要。这种差异与流体可以流动的两种不同方式之间的转换有关,当水或空气开始沿着平整的固体薄片流动时,就会形成一个薄的边界层。在该层内,由于摩擦力,最靠近曲面的部分几乎不会移动,恰好在其上方的部分流动得更快,依此类推,直到它以原始流动的全速移动,这种穿过薄边界层的稳定、渐进的速度增加称为层流。

图示:加热或冷却表面的流体从平滑流动过渡到混合湍流,麻省理工学院一项新的研究分析表明,过渡区对热流和温度控制也很重要。

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