计算题

如本题附图所示，有一冷凝液膜沿壁面温度为T_s的无限宽垂直固壁下流，从而被冷却，设液膜主体温度为T₀，假定只有离壁面很近的液体其温度才有明显变化，过程为稳态，流动为层流，有关的物性为常数。
（1）试证明并写出u_max的表达式；
（2）试根据题意对u_z的表达式进行适当的化简；
（3）结合上述结果化简能量方程并写出相应的定解条件；
（4）令试求解上述方程并求出T^*的表达式。

问答题常压和303K的空气以20m s的均匀流速流过一宽度为1m、长度为2m的平板表面，板面温度维持373K，试计算整个板面与空气之间的热交换速率。设Rexc=5×105。

问答题常压和394K的空气由光滑平板壁面流过。壁面温度ts=373K，空气流速u0=15m s，临界雷诺数Rexc=5×105。试由近似解求临界长度xc、该处的速度边界层厚度δ和温度边界层厚度δt、局部对流传热系数hx、层流段的平均对流传热系数hm。

问答题常压和30℃的空气以10m s的均匀流速流过一薄平板表面。试用精确解求距平板前缘10cm处的边界层厚度及ux u0=0.516处的ux、uy、ux uy、壁面局部曳力系数CDx、平均曳力系数CD的值。设临界雷诺数Rexc=5×105。

问答题不可压缩流体在平板层流边界层中进行二维稳态流动和二维稳态传热，试应用有关微分方程说明“精确解”方法求解对流传热系数h的步骤。

问答题试述层流边界层和湍流边界层流体与固体壁面之间的传热机理（不计自然对流的影响），并分析两种边界层流体与壁面之间传热机理的异同点。