? ? ? ???對流換熱過程的整體性能取決于速度場和溫度場的分布特性，改變速度場是強化對流換熱的一個最直接的途徑。對流換熱中的場協(xié)同理論，實際上指的是對流換熱過程中的速度場和溫度場的協(xié)同作用。針對對流換熱過程進行速度場和溫度場的協(xié)同性分析，可以直觀地反映對流換熱的效果。

? ? ? ? 對流換熱的強化不僅取決于流體的流動和流體的物性，還取決于流場與溫度場的協(xié)同關(guān)系。以二維對流傳熱為例，從其邊界層的能量方程出發(fā)，將能量方程在熱邊界厚度內(nèi)積分，即得到下式:

其中， 為流體的密度；為流體的比熱；為導(dǎo)熱系數(shù)；為固體表面與流體之間的對流傳熱量。

? ? ? ?對流換熱過程中的速度梯度和溫度梯度的點積，公式如下：

由上式，得到三維情況下的傳熱協(xié)同角的計算公式：

? ? ? ?當(dāng)速度和流體的物理性質(zhì)給定的條件下，在熱邊界層內(nèi)使速度梯度和溫度梯度的點積越大，則換熱越會得到強化。如果在一定的速度梯度和溫度梯度下，減小兩者之間的夾角是強化對流換熱的有效途徑。傳熱協(xié)同角越小，速度場與溫度場配合得越好，其壁面的換熱系數(shù)就越高；反之，速度場與溫度場配合得越差，其換熱系數(shù)就越低。

? ? ? ?文獻[7]對二維層流流動中的流場和溫度場的協(xié)同關(guān)系進行了較為細致的研究，提出了場協(xié)同方程。場協(xié)同方程的意義在于能夠求解一定邊界條件所對應(yīng)的最佳速度場，從而實現(xiàn)最優(yōu)的傳熱效果。其優(yōu)化原理是場協(xié)同方程恰當(dāng)?shù)孛枋龊屠昧怂俣葓雠c溫度場之間的協(xié)同關(guān)系，場協(xié)同方程對發(fā)展新型強化換熱技術(shù)具有指導(dǎo)作用。? ??

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