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传热系数方程式

发表时间：2024-07-28 13:17:58 来源：网友投稿

考虑以下基本假设：

①忽略流体的动能；

②热弥散与溶质弥散类似；

③发生在流体与孔隙介质中的热传导是同时的；

④坐标系与含水层各向异性的主轴方向一致；

⑤热辐射可以忽略；

⑥流体黏度变化的热效应可以忽略；⑦比热和导热系数均为常数；⑧流体相与固相物质总是处于热平衡状态；⑨压力变化引起的焓变化可以忽略；⑩多孔介质变形的热效应可以忽略。

在上述假设条件下，以温度为控制变量的传热方程写为（Kipp，1987）

地下水运动方程

式中：T为含水层的温度，℃；Ts为源汇项的流体温度，℃；ρm为介质固相密度，kg/m3；cf，cm分别为流体相和固相的比热，J/kg·℃；λf，λm分别为流体相和固相的热传导系数，W/m·℃；I为三维单位向量；DH为热的机械弥散系数张量，W/m·℃；qH为热源强度，W/m3。注意流体源汇项的温度和密度取值。

直接的热传导和弥散项可以进行合并，引入如下定义的传热导系数：

地下水运动方程

式中：Dij为传热系数张量（W/m·℃）的分量；δ为狄拉克符号：δij＝1，i＝j，δij＝0，i≠j。这样传热方程可以改写为

地下水运动方程

式中：D为传热系数张量，W/m·℃。

在假定热弥散与溶质弥散类似的条件下，热弥散系数可以表示为

地下水运动方程

式中：DS，ij是溶质弥散系数，m2/s；αL和αT分别为纵向与横向热弥散度，m，假定在热弥散方面具有各向同性。

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