生物系統(tǒng)傳輸過程復(fù)習(xí)要點(diǎn)

1、*考試時(shí)帶計(jì)算器生物系統(tǒng)傳輸過程復(fù)習(xí)要點(diǎn)工程熱力學(xué)第一章 熱力學(xué)第一定律1 工質(zhì)常用的狀態(tài)參數(shù)有6個(gè)。P10P15溫度、壓力、比體積（比容）、熱力學(xué)能（內(nèi)能）、焓和熵，其中溫度、壓力和比體積是基本狀態(tài)參數(shù)了解概念，掌握計(jì)算公式，記住單位及符號(hào)a. 溫度攝氏溫度 符號(hào)t 單位 攝氏度 絕對(duì)溫度 符號(hào)T 單位 開 Kb. 壓力 符號(hào) p 單位 帕斯卡（簡(jiǎn)稱帕） N/m2 表壓力pe 真空度pv 當(dāng)?shù)卮髿鈮毫b 絕對(duì)壓力c. 比體積 符號(hào) v 單位 m3/kg V工質(zhì)的體積 單位 m3 m工質(zhì)的質(zhì)量 單位 kg 密度 符號(hào) 單位 kg/m3 比體積和密度互為倒數(shù) 例題1-1 1-2d. 熱力學(xué)能

2、m千克氣體的熱力學(xué)能 符號(hào) U 單位 J或kJ 1千克氣體的熱力學(xué)能稱為比熱力學(xué)能 符號(hào)u 單位J/kg或kJ/kg熱力學(xué)能的增量用表示為正數(shù)，表示工質(zhì)熱力學(xué)能增加，為負(fù)數(shù)，表示工質(zhì)熱力學(xué)能減少。 理想氣體熱力學(xué)能的計(jì)算公式 P38 e. 焓 m千克工質(zhì)的焓 符號(hào)H 單位 J 或 kJ 1千克工質(zhì)的焓稱為比焓 符號(hào) h 單位J/kg 或 kJ/kg （定義式） 是最基本的計(jì)算公式 焓的增量用表示 對(duì)于理想氣體，焓的計(jì)算公式 P38 f. 熵 m千克工質(zhì)的熵 符號(hào)S 單位 J/K 或 kJ/K 1千克工質(zhì)的熵稱為比熵 符號(hào) s 單位J/kgK 或 kJ/kgK 最基本的定義式 熵的增量用s表示。

3、P39 記住上式公式 例1-3 例2-5 例2-62 工質(zhì)的膨脹功P15 m千克工質(zhì)的膨脹功 符號(hào) W 單位 J或 kJ 1千克工質(zhì)的膨脹功 符號(hào) w 單位J/kg或 kJ/kg計(jì)算公式 在壓容圖上的表示系統(tǒng)向外界作功為正，外界對(duì)系統(tǒng)作功為負(fù)。即工質(zhì)膨脹功為正，工質(zhì)壓縮功為負(fù)。功率 符號(hào) N 單位 W或 kW1W=1J/s 1kW=1kJ/s1kW·h=1kJ/s×3600s=3600kJ 例1-43 熱量 P16 m千克工質(zhì)的熱量 符號(hào) Q 單位 J或kJ1千克工質(zhì)的熱量 符號(hào) q 單位 J/kg或 kJ/kg工質(zhì)從外界吸熱，熱量為正；工質(zhì)向外界放熱，熱量為負(fù)。定壓加熱時(shí)

4、 4 熱力學(xué)第一定律解析式P18注意單位要一致，q，u，w的正負(fù)號(hào)要搞清楚例1-65 穩(wěn)定流動(dòng)能量方程式及其應(yīng)用P20 要特別注意公式中各項(xiàng)單位的一致性。因?yàn)橐阎獥l件所給出的或通過水蒸汽焓熵圖查出的h的單位往往是kJ/kg，而或所求出的值往往是J/kg。Ws軸功 wt技術(shù)功 a鍋爐 b汽輪機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī) c泵和風(fēng)機(jī) d. 噴管例1-8第二章 氣體的性質(zhì)1理想氣體狀態(tài)方程式P28P29 Rg氣體常數(shù) 單位 J/(kg·K) 對(duì)m千克氣體對(duì)n千摩爾氣體 R通用氣體常數(shù)R=8314.5J/(kmol·K)J/(kg·K)M氣體的摩爾質(zhì)量，單位為kg/kmol，在數(shù)值上等于

5、物質(zhì)的相對(duì)分子量對(duì)于1千摩爾氣體用以上公式計(jì)算時(shí)，特別注意Rg和R的單位為J/(kg·K)例2-1，例2-22氣體的比熱容（P24P25）（1） 質(zhì)量比熱 符號(hào) c 單位 J/(kg·K) 或 kJ/(kg·K)（2） 體積比熱 符號(hào) C´ 單位 J/(標(biāo)準(zhǔn)m3·K) 或kJ/(標(biāo)準(zhǔn)m3·K)（3） 千摩爾比熱 符號(hào) Cm 單位 J/(kmol·K) 或 kJ/(kmol·K) （4） 定壓比熱 符號(hào) cp 單位 J/(kg·K) 或 kJ/(kg·K)（5） 定容比熱 符號(hào) cv 單位 J/(

6、kg·K) 或 kJ/(kg·K) 比熱比理想氣體的比熱比等于絕熱指數(shù)，并以表示（6）一般性了解真實(shí)比熱容和平均比熱容（7）定值比熱P37表2-5例2-43水蒸汽一般不能作為理想氣體看待P40 離液態(tài)較遠(yuǎn)的過熱蒸汽才能作為理想氣體看待。4定壓下對(duì)水加熱形成蒸汽的過程，可以分為三個(gè)階段（1） 水的預(yù)熱階段，即將未飽和水加熱為飽和水的過程溫度從t ts ts飽和溫度 熱量（2） 汽化階段，即飽和水加熱成干飽和蒸汽的過程，溫度保持ts不變熱量 r汽化潛熱（3） 過熱階段溫度從ts t熱量 1kg未飽和水在定壓下加熱為溫度為t的過熱蒸汽所需的總熱量5干度 mv濕蒸汽中所含干蒸汽的質(zhì)

7、量； m濕蒸汽的質(zhì)量 濕度 6 焓熵圖 例2-7 例2-8 例2-9 第四章 氣體的熱力過程1 定容過程、定壓過程、定溫過程 （包括過程方程；在壓容圖、溫熵圖上的表示；膨脹功、技術(shù)功和熱量的計(jì)算）2 絕熱過程pvk=常數(shù)理想氣體 絕熱指數(shù) 單原子氣體 雙原子氣體 多原子氣體3 多變過程pvn=常數(shù) n多變指數(shù) P69 P73 4 多變過程的膨脹功和技術(shù)功P72P73膨脹功技術(shù)功記住并會(huì)運(yùn)用P74表4-1的公式進(jìn)行計(jì)算。 例4-1，4-2，4-45 單級(jí)活塞式壓氣機(jī)耗功P76P77壓氣機(jī)所耗功率p1=N/m2 V1壓氣機(jī)進(jìn)氣風(fēng)量 m3/min當(dāng)V1的單位為m3/h時(shí) 6 多級(jí)壓縮P78P81各級(jí)

8、壓力比相等時(shí)壓氣機(jī)所耗的功最少 Z級(jí)壓氣機(jī)各級(jí)壓力比2級(jí)壓氣機(jī)的壓力比總耗功率 的單位為m3/h3級(jí)壓氣機(jī)壓力比總耗功率 的單位為m3/h例4-5 第五章 熱力學(xué)第二定律1 理解幾種表述方法P912 卡諾循環(huán)的熱效率P92 T1高溫?zé)嵩吹臏囟?K；T2低溫?zé)嵩吹臏囟?K 幾條重要結(jié)論3 卡諾定理P93例5-1 5-2 第六章 氣體與蒸汽的流動(dòng)1 連續(xù)性方程P108 =常數(shù) 或=常數(shù)2 絕熱滯止過程的定義P109P110 對(duì)于理想氣體 3 當(dāng)?shù)芈曀俚母拍?符號(hào) c P1104 馬赫數(shù) 符號(hào) Ma P110P111 Ma<1 噴管應(yīng)制成漸縮形噴管Ma>1 噴管應(yīng)制成漸擴(kuò)形噴管Ma=1

9、氣體的流速等于當(dāng)?shù)芈曀?在噴管中，當(dāng)流速不斷增加時(shí)，聲速是不斷下降的。5 臨界速度、臨界壓力、臨界溫度的概念P1066 掌握氣體在噴管中絕熱流動(dòng)時(shí)任一截面上的流速計(jì)算公式 注意：上述各式中的焓的單位是 J/kg7 臨界壓力比 P113 設(shè) 制成漸縮噴管， 制成縮放噴管8 對(duì)于在收縮噴管內(nèi)作可逆等熵流動(dòng)的氣體而言P114當(dāng)時(shí)，只能達(dá)到；即當(dāng)時(shí)，只能達(dá)到；即對(duì)于縮放噴管，可以達(dá)到；即第七章 循環(huán)1 壓燃式內(nèi)燃機(jī)的熱力循環(huán)（混合加熱理想循環(huán)） P122 絕熱（定熵）壓縮-定容加熱（燃燒）-定壓加熱（燃燒）-絕熱（定熵）膨脹-定容放熱 熱效率公式推導(dǎo)方法及過程要掌握，但公式不要求記憶2. 定壓加熱理想

10、循環(huán)P124絕熱（定熵）壓縮-定壓加熱（燃燒）-絕熱（定熵）膨脹-定容放熱 熱效率公式推導(dǎo)方法及過程要掌握，但公式不要求記憶 例7-13點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)的熱力循環(huán)（定容加熱理想循環(huán)）P124 絕熱（定熵）壓縮-定容加熱（燃燒）-絕熱（定熵）膨脹-定容放熱 熱效率4 燃?xì)廨啓C(jī)裝置循環(huán)P129 絕熱（定熵）壓縮-定壓加熱（燃燒）-絕熱（定熵）膨脹-定壓放熱 熱效率 5 朗肯循環(huán)P133 定壓加熱-絕熱（定熵）膨脹-定壓放熱-絕熱（定熵）壓縮 熱效率 汽耗率 例 7-3工程流體力學(xué)第一章 緒論1 掌握描述流體物理性質(zhì)的幾個(gè)物理量，包括名稱、符號(hào)、單位及計(jì)算公式（P2P8） a. 密度 符號(hào) 單位 kg/

11、m3 m流體的質(zhì)量 kg V流體的體積 m3b. 重度 符號(hào) 單位 N/m3 G流體的質(zhì)量 N， V流體的體積 m3流體的密度和重度的關(guān)系c. 比體積 符號(hào) v （略，詳見熱工基礎(chǔ)）d. 動(dòng)力粘性系數(shù) 符號(hào) 單位Pa·s (N·s/m2)牛頓內(nèi)摩擦定律F內(nèi)摩擦力，單位N A流體層的接觸面積m2單位面積上的內(nèi)摩擦力或切應(yīng)力 N/m2du/dy速度梯度，即速度在垂直于該速度方向上的變化率 s-1符合牛頓內(nèi)摩擦定律的流體稱為牛頓流體。多數(shù)分子結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的液體（如水、酒、汽油等）和一般氣體都是牛頓流體牛頓內(nèi)摩擦定律只能應(yīng)用于流體作層狀運(yùn)動(dòng)的情況，即所謂層流運(yùn)動(dòng)。例1e. 運(yùn)動(dòng)粘性系數(shù)

12、 符號(hào) 單位 m2/sf. 體積壓縮系數(shù) 符號(hào) p 單位 m2/N(1) 體積的變化率 dp壓力增量 N/m2或E0體積彈性模量 單位 N/m2 體積彈性模量越大的流體越難壓縮。 例2 *g. 體積膨脹系數(shù) 符號(hào) t 單位 1/K dT液體溫度的增量K對(duì)于理想氣體： T氣體的絕對(duì)溫度K例1, 例2 第二章 流體靜力學(xué)1 流體靜力學(xué)的兩個(gè)重要特性：（1） 流體靜壓強(qiáng)的方向必然重合于受力面的內(nèi)法線方向。（2） 作用于同一點(diǎn)上各方向的靜壓強(qiáng)大小相等（P15P16）2 在平衡流體中，壓強(qiáng)相等的各點(diǎn)所組成的面稱為等壓面P183 靜止液體的壓強(qiáng)計(jì)算P20公式 式中z0-z表示液體質(zhì)點(diǎn)在自由表面以下的深度，

13、若用h表示，上式可寫成 p0自由表面壓強(qiáng) N/m24 靜止液體中等壓面必為水平面在任意形式的連通器內(nèi)，對(duì)于質(zhì)量力只有重力的同一種連續(xù)介質(zhì)，深度相等的點(diǎn)，其壓強(qiáng)必然相等。P215 液體靜力學(xué)基本方程形式及其幾何意義P20、P22P23 6 測(cè)壓儀器的分類（P25P28）（1） 按所測(cè)壓強(qiáng)高于或低于大氣壓強(qiáng)分類，前者稱為壓強(qiáng)計(jì)，后者稱為真空計(jì)（2） 按作用原理來分有液體壓力計(jì)、金屬壓力表和電測(cè)式壓力計(jì)三大類a 測(cè)壓管 b. 微壓計(jì) c. U形測(cè)壓管 d. 多支U形管測(cè)壓計(jì)（一般性了解） e. 差壓計(jì)7 靜止液體作用在平壁上的總壓力（P29P33）其大小計(jì)算式hc為受壓面積的形心C在自由液面以下的深

14、度作用點(diǎn)Jc為受壓面積對(duì)形心軸（即通過形心C點(diǎn)且平行于OX軸）的慣性矩。即總壓力P的作用點(diǎn)D一般在受壓形心C之下。8 靜止液體作用在曲面壁上的總壓力（P33P36）考試時(shí)不要求例1, 例2 第三章 流體動(dòng)力學(xué)及工程應(yīng)用1 流體的運(yùn)動(dòng)形式可分為定常流動(dòng)和非定常流動(dòng)P502 總流的連續(xù)性方程 P57對(duì)不可壓縮流體 即 Q1、Q2分別為流體流過過水?dāng)嗝鍭1和A2時(shí)的體積流量。單位 m3/sv1、v2流體流過過水?dāng)嗝鍭1和A2時(shí)的平均流速。 單位 m/sA1、A2過水?dāng)嗝鍭1和A2的面積。單位 m3其物理意義：不可壓縮流體做定常流動(dòng)時(shí)，總流的體積流量保持不變；各過水?dāng)嗝嫫骄魉倥c過水?dāng)嗝婷娣e成反比，即

15、過水?dāng)嗝婷娣e越大，流速越小；而過水?dāng)嗝婷娣e越小，流速越大。3 理想流體伯努利方程式及其幾何意義 4 實(shí)際流體伯努利方程式及其幾何意義（P73P78） 限制條件：（1） 流體為不可壓縮的實(shí)際流體（2） 流體的運(yùn)動(dòng)為定常流動(dòng)（3） 流體所受的質(zhì)量力只有重力（4） 所選取的兩過水?dāng)嗝姹仨毺幵诰徸兞鞫沃校?） 總流的流量沿程不變，即在兩過水?dāng)嗝骈g無流量的分出和匯入（6） 兩過水?dāng)嗝骈g除了水頭損失外，總流沒有能量的輸入和輸出 當(dāng)在兩個(gè)過水?dāng)嗝嬷g通過泵、風(fēng)機(jī)或水輪機(jī)等流體機(jī)械，有機(jī)械能的輸入或輸出時(shí)， 伯努利方程為 E表示輸入或輸出的能量，使用泵或風(fēng)機(jī)對(duì)系統(tǒng)輸入能量時(shí)，E為正；使用水輪機(jī)，由系統(tǒng)輸出能量

16、時(shí)，E為負(fù)。（一般性了解）例1（畫水頭線一般性了解）、例2、例3，認(rèn)真仔細(xì)的看5 伯努利方程式的工程應(yīng)用畢托管、文丘里流量計(jì)（P78P83）例1, 例2，例3，例4，例5 第四章 粘性流體流動(dòng)阻力計(jì)算1 水力半徑的概念P100 A過水?dāng)嗝娴拿娣e 單位m3；X濕周 單位m2 流體運(yùn)動(dòng)與流動(dòng)阻力的兩種形式P101（1） 均勻流動(dòng)和沿程阻力損失（2） 不均勻流動(dòng)和局部阻力損失3 雷諾數(shù) 實(shí)際工程中圓管內(nèi)流體流動(dòng)的臨界雷諾數(shù)=2000Re<2000為層流 Re>2000為紊流當(dāng)流體的過水?dāng)嗝鏋榉菆A形時(shí)，如果用水力半徑R作為特征長(zhǎng)度，其臨界雷諾數(shù)為如果用當(dāng)量直徑de作為特征尺寸時(shí)，其臨界雷諾

17、數(shù)為例1、 例2 （仔細(xì)看）4 沿程阻力損失的計(jì)算，流體在圓管內(nèi)流動(dòng) 沿程阻力系數(shù)層流時(shí) l管子長(zhǎng)度 單位m ；d管內(nèi)徑 單位m；v平均流速 單位m/s紊流時(shí)，根據(jù)Re，相對(duì)粗糙度/d從P119的莫迪圖可查得或選用相應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)或半經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行計(jì)算后求得（P117P118）例4、例5、例6及相應(yīng)的作業(yè)題5 非圓形截面均勻紊流的阻力計(jì)算（P121P123）用當(dāng)量直徑替代圓管內(nèi)徑， 即 6 局部阻力損失的計(jì)算公式 局部阻力系數(shù)要學(xué)會(huì)從各種表中查局部阻力系數(shù)并用上式計(jì)算局部阻力損失圓管突然擴(kuò)大處的局部損失 或 也可用 例1, 例2，例3, 例4, 例5, 例6, 例7, 例8例9傳熱學(xué)第八章 導(dǎo)熱1 傳

18、熱現(xiàn)象的三種基本傳熱方式P148導(dǎo)熱、熱對(duì)流、熱輻射2 導(dǎo)熱系數(shù) P153符號(hào) 單位 W/(m·K)（1） 金屬材料的導(dǎo)熱系數(shù)比非金屬高，純金屬的導(dǎo)熱系數(shù)比合金高，銀的導(dǎo)熱系數(shù)最高。通常，氣體的導(dǎo)熱系數(shù)最小。各種材料的導(dǎo)熱系數(shù)隨溫度而變化，純金屬及液體（除水和甘油外）的導(dǎo)熱系數(shù)一般隨溫度升高而下降，氣體和保溫與建筑材料的導(dǎo)熱系數(shù)隨溫度升高而增大。一般非金屬的導(dǎo)熱系數(shù)隨溫度的升高而增大（2）3 通過平壁的穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱P154 通過截面積A的熱流量 單位W 壁厚 單位mq熱流密度 單位W/m2多層平壁（3層）4 通過圓筒壁穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱（P155P158） 單層 n層 例8-1、例8-2 、例8-

19、3 第九章 對(duì)流傳熱1 牛頓冷卻定律P168 對(duì)流傳熱換熱量 單位W tw壁溫 A換熱表面積 單位m2 tf流體溫度 h表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) 單位 W/(m2·K)2 幾個(gè)準(zhǔn)則數(shù)（1） 雷諾數(shù) P170（2） 普朗特?cái)?shù) P171（此公式不一定要硬記） 熱擴(kuò)散率 單位（m2/s）（3） 努塞爾數(shù) P174d定型尺寸，當(dāng)流體在管內(nèi)作受迫流動(dòng)時(shí)，定型尺寸取管內(nèi)徑（圓管）定型尺寸取當(dāng)量直徑de=4R （非圓形截面）（4）格拉曉夫數(shù) P174 3 當(dāng)流體在管內(nèi)作受迫流動(dòng)時(shí)，定性溫度用流體進(jìn)出口溫度的算術(shù)平均值 P1644 自然對(duì)流放熱，用熱邊界層的平均溫度 為定性溫度P1655 學(xué)會(huì)選用各準(zhǔn)則式（特征數(shù)關(guān)聯(lián)式） 特征尺寸（格拉曉夫數(shù)中的）豎壁、豎圓柱取高度，橫圓柱取外徑，對(duì)于橫平板，如為正方形取邊長(zhǎng)，長(zhǎng)方形，取兩邊邊長(zhǎng)的平均值，如為