第8章流體自由運動時的放熱
§8-1自然對流的相似數(shù)
§7-1？§7-2和§7-5以及§7-7詳細討論了對流換熱的物理基礎與相應的數(shù)學模型，指明放熱過程和流體運動的狀況直接有關，并以單相不可壓流體沿幾何形狀最簡單的平板無界流動為例，揭示邊界層層流和邊界層湍流時放熱的分析解法(見§7-3和§7-4)？比擬解法(見§7-6)和相似分析與實驗相結合的解法(見§7-8)？應當看到:流體受迫沿平板層流時，精確的實驗數(shù)據主要用來精確檢驗理論計算的結果;而流體受迫沿平板邊界層湍流時，可靠的實驗數(shù)據還是理論賴以建立和取得進展的必要依據，據以提供原則性解釋現(xiàn)有測試數(shù)據的方法，得到通用的數(shù)據綜合式，合理內插或外推到尚無實驗數(shù)據的條件下？迄今為止，湍流放熱仍需借助于實驗數(shù)據的綜合，原因是:人們對湍流的質量？動量和能量的湍流輸運機理還沒有了解清楚？
本章將在§7-1？§7-2？§7-5和§7-8的基礎上，分析地球引力場的徹體力(體積力)作用影響下的對流換熱？這主要是指浮升力作用下的自由運動放熱，但§8-5也將涉及在高速旋轉物體的離心力作用下流體密度的變化所引起的自然對流？兩種分子量彼此不同的物質之間的擴散傳質，同樣會由于密度差異而形成自然對流？除了重力場之外，導電流體在電磁場里還會受到電磁力作用下的“徹體力”，這將在第16章中作為個別問題處理？
由浮升力產生的運動，也涉及許多地球物理現(xiàn)象和天體物理現(xiàn)象，如氣象學界所關心的自然環(huán)境中大氣對流穩(wěn)定性問題[1]？而一些新技術裝置，如太陽能集熱器等的發(fā)展，促進了有限空間即有界自然對流的深入研究[2]？熱工學家所關心的往往是傳熱的增強或者減弱;而地球物理學家卻更多地著眼于搞清流體的流場和溫度分布，并非局限在固體界面到流體之間的傳熱量問題？不過，物理學家和熱工學家相互從學術交流中相互得到啟發(fā)，深化了對自然對流過程機理的了解[3]？