南昌大學傳輸原理期末復習資料

1、南昌大學傳輸原理期末復習資料（周老師整理）名詞解釋：傳動流體：自然界中能夠流動的物體。流體的粘性：在作相對運動的兩流體層的接觸面上，存在一對等值而反向的作用力來阻礙兩相鄰流體層作相對運動。非牛頓流體：不符合牛頓粘性定律的流體。流線：同一瞬時流場中連續(xù)的不同位置質點的流動方向線。跡線：流體質點運動的軌跡線。流束：在流管內取一微小曲面dA,通過dA上每個點作流線，這族流線叫流束。邊界層：流體在繞流過固體壁面流動時緊靠固體壁面形成速度梯度較大的流體薄層。湍流：流體流動時，各質點在不同方向上作復雜的無規(guī)則運動，互相干擾地向前流動，這種運動稱為湍流。雷諾數(shù)：流體中慣性力和粘性力的比值。水頭損失：由于流體

2、的粘性造成的總水頭的降低稱為水頭損失。沿程阻力：沿流動路程上由于各流體層之間的內摩擦而產生的流動阻力。射流：指流體經由噴嘴流出到一個足夠大的空間，不再受固體邊界限制，進行擴散流動的一種流體運動。傳熱熱量傳輸：研究不同物體之間或者同一物體不同部分之間存在溫差時熱量的傳遞規(guī)律。導熱：物體各部分之間不發(fā)生相對位移時，依靠分子、原子及自由電子等微觀粒子的熱運動進行的熱量傳遞稱為熱傳導，簡稱導熱。熱導率：表征物體導熱能力的重要物性參數(shù)熱擴散率：表征物體內熱量傳輸?shù)哪芰Φ葴孛妫何矬w中同意瞬時相同溫度各點連成的面稱為等溫面溫度梯度：溫度場中任一點沿等溫面法向的溫度增加率，稱為等溫梯度二維穩(wěn)態(tài)導熱：穩(wěn)態(tài)導熱的

3、溫度分布是兩個坐標的函數(shù)，稱為二維穩(wěn)態(tài)導熱。對流換熱：流體流過與之溫度不同的固體壁面時的熱量交換溫度邊界層：流體在流過固體壁面時，在緊靠固體壁面形成溫度梯度較大的流體薄層，稱為溫度邊界層黑體：把吸收率a=1的物體叫做黑體。灰體：如果假定物體的單色吸收率與波長入無關，即=常數(shù)，這種假定的物體被稱為灰體。角系數(shù)：在兩物體輻射傳熱中，把表面1發(fā)射的輻射能能落到表面2上的百分數(shù)稱為表面1對表面2的角系數(shù)，記為。熱輻射：物體因溫度的原因，通過電磁波發(fā)出輻射能的現(xiàn)象稱為熱輻射。傳質自擴散：不依賴于濃度梯度，而僅由熱振動而產生的擴散?；U散：在置換式固溶體中，兩組元互相擴散。空位擴散：擴散原子從正常位置跳動

4、到鄰近的空位，即通過原子與空位交換位置而實現(xiàn)擴散。擴散系數(shù)：分子擴散系數(shù)表示物質的擴散能力。由菲克定律，它可理解為沿擴散方向，在單位時間內通過單位面積時，當濃度梯度為1的情況下所擴散的某組分質量自擴散系數(shù)：指物體中某一點的溫度的擾動傳遞到另一點的速率的量度。用符號DT表示，表達式為DT=kTD?；U散系數(shù)：在互擴散當中，用來代替兩種原子的方向相反的擴散系數(shù)。質量濃度：單位體積混合物中所含某組分i的質量稱為該組分的質量濃度，以符號p表示，單位為kg/m3,即一式中：mi混合物中組分i的質量；V混合物的體積。若混合物由N個組分組成，則混合物的總質量濃度p為物質的量濃度：單位體積混合物中所含某組分i

5、的物質的量稱為該組分的物質的量濃度，以符號Ci表示，單位為kmol/m3,即一式中：ni混合物中組分i的物質的量。若混合物由N個組分組成，則混合物的總物質的量濃度C為分子傳質：又稱分子擴散。當某組分在一相內存在濃度梯度時，由分子的無規(guī)則熱運動引起的該組分質量傳遞稱之為分子傳質。對流傳質：指在運動流體與固體壁面之間，或不互溶的兩種運動流體之間發(fā)生的質量傳遞過程。簡答題：傳動流體運動過程中的弗勞德數(shù)及其物理意義？答：Fr=-叫做弗勞德數(shù)，F(xiàn)r是流體在流動過程中重力位能與動能的比值，也表示了流體在流動過程中重力與慣性力的比值。簡述模型相似條件答：幾何相似，物理相似，定解條件相似。寫出流體靜力學基本方

6、程式并說明其能量意義和幾何意義？答：-；位置勢能與壓力能的總和不變；位置水頭與壓力水頭之和不變。為什么湍流條件下可以利用牛頓粘性定律計算管道壁對流體的剪切力？答：雖然為湍流，但在緊靠固體壁面的地方仍為層流底層，牛頓粘性定律是在層流條件下應用的簡述伯努利方程的應用條件答：（1）流體運動必須是穩(wěn)定流（2）所取的有效斷面必須符合緩變流條件（3）流體運動沿程流量不變（4）在所討論的兩個有效斷面間必須沒有能量的輸人或輸出。什么是流線？流線有哪些特征？答：在同一瞬時流場中連續(xù)的不同位置質點的流動方向線（1）非穩(wěn)定流時，流場中速度隨時間改變，經過同一點的流線其空間方位和形狀是隨時間改變的。（2）穩(wěn)定流時，流

7、場中各點流速不隨時間改變，所以同一點的流線始終保持不變，且流線上質點的跡線與流線重合。（3）流線不能相交也不能轉折。在流線分布密集處流速大，在流線分布稀疏處流速小。簡述伯努利方程的幾何意義與物理意義答：幾何意義是理想流體中總水頭沿流程保持不變，物理意義是理想流體中經過過流斷面上流體具有的機械能沿流程保持不變。邊界層是如何形成的？它有哪些特點？答：流體在繞流過固體壁面流動時緊靠固體壁面形成速度梯度較大的流體薄層稱為邊界層。特點：層流區(qū)；過渡區(qū)；湍流區(qū)。什么是非牛頓流體？常見的非牛頓流體有哪幾類？答：不符合牛頓粘性定律的流體；具體分為賓海姆塑流型流體、偽塑流型流體、屈服偽塑流型流體。顆粒沉降速度發(fā)

8、生變化的主要原因有哪些？答：（1）大顆粒是相對于小顆粒懸浮體進行沉降的，因此對大顆粒而言，流體有效密度和粘度增大；（2）因顆粒沉降而排出的流體，以相當大的速度向上運動，對其他顆粒的沉降具有阻滯作用，使沉降速度減小。公式：（1）伯努利方程式（只有重力場作用下的穩(wěn)定流動、理想的不可壓縮流體）：=或粘性（實際）流體運動的伯努利方程：一一=或一一一一一表示單位質量粘性流體自點1運動到點2的過程中內摩擦力所做的功的增量，其值總是隨著流動路程的增加而增加的。（各個單位的意義參考p34）（例題參考p37-40）有能量輸入輸出的伯努利公式：一一二（2）沿程損失的計算：-一或-Re=一,一的確定：1、層流區(qū)：R

9、e<2320,一2、過渡區(qū)：2300<Re<4000,由水利光滑管處理或者通用公式計算3、水利光滑管區(qū)：4000<Re<59.8-,<4、水利光滑管轉粗糙管過渡區(qū)：59.8-5、Re>=-,-6、經驗公式：-一傳熱影響對流換熱的主要因素有哪些？流體的動力；被流體沖刷的換熱面的幾何形狀和布置；流體流動的狀態(tài)及流體的物理性質，即黏度刀、比熱容c、密度P即熱導率入等。輻射與導熱及對流相比較有哪些特點？1.不需要冷熱物體直接接觸，即：不需要介質存在，在真空中就可以傳遞熱量；2.在輻射換熱的過程中，伴隨著能量形式的轉換：物體的熱力學能->電磁波能->

10、物體的熱力學能；3.無論溫度高低，物體都能不停的相互發(fā)射電磁波能，相互輻射能量；高溫物體輻射給低溫物體的能量大于低溫物體輻射給高溫物體的能量，總的結果是熱由高溫傳到低溫。解釋角系數(shù)有哪些性質？角系數(shù)與溫度有關嗎？互換性：；完整性：有界性：X<=1角系數(shù)只取決與換熱物體的形狀、尺寸、相對位置，與物體的性質和溫度等無關Nu數(shù)與Bi數(shù)都可以寫成一,試問他們有何區(qū)別？特征尺寸形式上相同，物理意義不同，Nu數(shù)中3個參數(shù)分別為流體的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)a、I、和流體的熱導率入；而Bi數(shù)中3個參數(shù)為固體的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)a、固體尺寸l和固體的熱傳導率入。解釋人造黑體的原理？取工程材料（它的吸收率必然小于黑體）制造

11、一個空腔，使空腔壁面保持均勻溫度，并在空腔上開一個小孔，空前內壁要經歷多次吸收和反射，而每次經歷一次吸收，輻射能就按照內壁的吸收率大小被減弱一次，最終能離開小孔的能量是微乎其微，可以認為投入的輻射完全在空腔內壁被吸收。當鑄件在砂型中冷卻凝固時，由于鑄件收縮導致鑄件表面與砂型間產生氣隙，氣隙中的空氣是停滯的，試問通過氣隙有哪幾種基本的熱量傳遞方式？導熱、輻射（無對流）假設兩小時內通過152mmx152mm<13mm（厚度）實驗板傳導的熱量為837J,實驗板兩個平面的溫度為19c和26C,求實驗板熱導率？入一xC解得：入二（C）氣體輻射有哪些特點？1、氣體輻射對波長有選擇性；2、氣體輻射和吸

12、收在整個容積內進行；3、氣體的反射率為零。此部分需要記憶的公式1 .多層平板導熱單層平板：基本公式熱流密度熱阻-其中人為熱導率，B為平板厚度AT為溫度差，A為面積，t為時間，Q為一段時間某面積上的導熱量多層平板熱流密度分子為多層平板的總熱阻，應用參考書P110例9-32 .對流換熱外掠平板基本公式一v為特征速度；l為特征尺寸；v為運動粘度努塞爾數(shù)Nu當，層流區(qū)當湍流區(qū)定性溫度取邊界平均溫度Tm表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)-單位C步驟：先確定定性溫度，特征尺寸，求出Re,判斷流體的類型，選用公式，計算出Nu,進一步計算出“，見書P139,例10-1傳質如何設計實驗計算擴散激活能？答：在不同溫度下用同種材料測試。

13、一般固體物質的擴散系數(shù)哪些因素影響？答：1.溫度。溫度越高，擴散系數(shù)越大2固溶體類型3晶體結構4第三元素或雜質氣體擴散系數(shù)受壓力影響嗎？為什么？答：氣相擴散系數(shù)取決于擴散介質和擴散物質的溫度、壓強；壓力越大，分子活動速率加大，導致溫度升高，而又由于一，可知溫度為其主要影響因素，溫度越高擴散系數(shù)越大有哪些因素影響擴散系數(shù)？答：（1）溫度，擴散系數(shù)與溫度T成指數(shù)；（2）擴散介質結構的影響，擴散介質結構越緊密，擴散越困難，反之亦然；（3）擴散相與擴散介質的性質差異，一般說來，擴散相與擴散介質性質差異越大，擴散系數(shù)也越大。（4）結構缺陷的影響，沿面缺陷的擴散（界面、晶界），原子規(guī)則排列受破壞，產生畸變，能量高，