取水的温度和平板表面温度的平均值,即
T = 10.5 ℃ 为水的物性的定性温度。查得:\(\rho = \) 992.2 kg/m3,\(\nu = \)
6.59×10
−7 kg/m
3,
Pr = 4.31。
对于
m/s 的来流速度 ,在
x =
xc
处,
Rec =
5×10
5,可以得到:
\( x_c = \frac{Re_c \nu}{u} = \)
如果
xc < 0.5,说明在本题的板长范围内经历了层流到湍流的过渡。这种情况下,需要在
x <
xc 和
x >
xc 的范围内分别采用层流和湍流的边界层厚度公式计算。
对于层流范围(
x <
xc),流动边界层和热边界层的厚度计算公式为:
\[ \delta (x) = \frac{5.0x}{\sqrt Re_x} = 5.0\sqrt {\frac{\nu x}{u}} \]
\[ \delta_t(x) = \frac{\delta (x)}{Pr^{1/3}}\]
对于湍流范围(
x >
xc),考虑到
Pr > 0.5,流动边界层和热边界层的厚度相等,且计算公式为:
\[ \delta (x) = \delta_t(x) = 0.37xRe^{-1/5} = 0.37x \left( \frac{ux}{\nu} \right)^{-0.2}\]
最后得到本问题的流动边界层和热边界层厚度如下图所示。