南昌大學(xué)傳輸原理期末復(fù)習(xí)資料

1、南昌大學(xué)傳輸原理期末復(fù)習(xí)資料（周老師整理）名詞解釋?zhuān)簜鲃?dòng)流體：自然界中能夠流動(dòng)的物體。流體的粘性：在作相對(duì)運(yùn)動(dòng)的兩流體層的接觸面上，存在一對(duì)等值而反向的作用力來(lái)阻礙兩相鄰流體層作相對(duì)運(yùn)動(dòng)。非牛頓流體：不符合牛頓粘性定律的流體。流線：同一瞬時(shí)流場(chǎng)中連續(xù)的不同位置質(zhì)點(diǎn)的流動(dòng)方向線。跡線：流體質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的軌跡線。流束：在流管內(nèi)取一微小曲面dA,通過(guò)dA上每個(gè)點(diǎn)作流線，這族流線叫流束。邊界層：流體在繞流過(guò)固體壁面流動(dòng)時(shí)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(dòng)時(shí)，各質(zhì)點(diǎn)在不同方向上作復(fù)雜的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，互相干擾地向前流動(dòng)，這種運(yùn)動(dòng)稱(chēng)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(chēng)為水頭損失。沿程阻力：沿流動(dòng)路程上由于各流體層之間的內(nèi)摩擦而產(chǎn)生的流動(dòng)阻力。射流：指流體經(jīng)由噴嘴流出到一個(gè)足夠大的空間，不再受固體邊界限制，進(jìn)行擴(kuò)散流動(dòng)的一種流體運(yùn)動(dòng)。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(shí)熱量的傳遞規(guī)律。導(dǎo)熱：物體各部分之間不發(fā)生相對(duì)位移時(shí)，依靠分子、原子及自由電子等微觀粒子的熱運(yùn)動(dòng)進(jìn)行的熱量傳遞稱(chēng)為熱傳導(dǎo)，簡(jiǎn)稱(chēng)導(dǎo)熱。熱導(dǎo)率：表征物體導(dǎo)熱能力的重要物性參數(shù)熱擴(kuò)散率：表征物體內(nèi)熱量傳輸?shù)哪芰Φ葴孛妫何矬w中同意瞬時(shí)相同溫度各點(diǎn)連成的面稱(chēng)為等溫面溫度梯度：溫度場(chǎng)中任一點(diǎn)沿等溫面法向的溫度增加率，稱(chēng)為等溫梯度二維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱：穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱的

3、溫度分布是兩個(gè)坐標(biāo)的函數(shù)，稱(chēng)為二維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱。對(duì)流換熱：流體流過(guò)與之溫度不同的固體壁面時(shí)的熱量交換溫度邊界層：流體在流過(guò)固體壁面時(shí)，在緊靠固體壁面形成溫度梯度較大的流體薄層，稱(chēng)為溫度邊界層黑體：把吸收率a=1的物體叫做黑體?；殷w：如果假定物體的單色吸收率與波長(zhǎng)入無(wú)關(guān)，即=常數(shù)，這種假定的物體被稱(chēng)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?jǐn)?shù)稱(chēng)為表面1對(duì)表面2的角系數(shù)，記為。熱輻射：物體因溫度的原因，通過(guò)電磁波發(fā)出輻射能的現(xiàn)象稱(chēng)為熱輻射。傳質(zhì)自擴(kuò)散：不依賴(lài)于濃度梯度，而僅由熱振動(dòng)而產(chǎn)生的擴(kuò)散?；U(kuò)散：在置換式固溶體中，兩組元互相擴(kuò)散?？瘴粩U(kuò)散：擴(kuò)散原子從正常位置跳動(dòng)

4、到鄰近的空位，即通過(guò)原子與空位交換位置而實(shí)現(xiàn)擴(kuò)散。擴(kuò)散系數(shù)：分子擴(kuò)散系數(shù)表示物質(zhì)的擴(kuò)散能力。由菲克定律，它可理解為沿?cái)U(kuò)散方向，在單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)單位面積時(shí)，當(dāng)濃度梯度為1的情況下所擴(kuò)散的某組分質(zhì)量自擴(kuò)散系數(shù)：指物體中某一點(diǎn)的溫度的擾動(dòng)傳遞到另一點(diǎn)的速率的量度。用符號(hào)DT表示，表達(dá)式為DT=kTD?；U(kuò)散系數(shù)：在互擴(kuò)散當(dāng)中，用來(lái)代替兩種原子的方向相反的擴(kuò)散系數(shù)。質(zhì)量濃度：?jiǎn)挝惑w積混合物中所含某組分i的質(zhì)量稱(chēng)為該組分的質(zhì)量濃度，以符號(hào)p表示，單位為kg/m3,即一式中：mi混合物中組分i的質(zhì)量；V混合物的體積。若混合物由N個(gè)組分組成，則混合物的總質(zhì)量濃度p為物質(zhì)的量濃度：?jiǎn)挝惑w積混合物中所含某組分i

5、的物質(zhì)的量稱(chēng)為該組分的物質(zhì)的量濃度，以符號(hào)Ci表示，單位為kmol/m3,即一式中：ni混合物中組分i的物質(zhì)的量。若混合物由N個(gè)組分組成，則混合物的總物質(zhì)的量濃度C為分子傳質(zhì)：又稱(chēng)分子擴(kuò)散。當(dāng)某組分在一相內(nèi)存在濃度梯度時(shí)，由分子的無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)引起的該組分質(zhì)量傳遞稱(chēng)之為分子傳質(zhì)。對(duì)流傳質(zhì)：指在運(yùn)動(dòng)流體與固體壁面之間，或不互溶的兩種運(yùn)動(dòng)流體之間發(fā)生的質(zhì)量傳遞過(guò)程。簡(jiǎn)答題：傳動(dòng)流體運(yùn)動(dòng)過(guò)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(dòng)過(guò)程中重力位能與動(dòng)能的比值，也表示了流體在流動(dòng)過(guò)程中重力與慣性力的比值。簡(jiǎn)述模型相似條件答：幾何相似，物理相似，定解條件相似。寫(xiě)出流體靜力學(xué)基本方

6、程式并說(shuō)明其能量意義和幾何意義？答：-；位置勢(shì)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(jì)算管道壁對(duì)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(yīng)用的簡(jiǎn)述伯努利方程的應(yīng)用條件答：（1）流體運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)沿程流量不變（4）在所討論的兩個(gè)有效斷面間必須沒(méi)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(shí)流場(chǎng)中連續(xù)的不同位置質(zhì)點(diǎn)的流動(dòng)方向線（1）非穩(wěn)定流時(shí)，流場(chǎng)中速度隨時(shí)間改變，經(jīng)過(guò)同一點(diǎn)的流線其空間方位和形狀是隨時(shí)間改變的。（2）穩(wěn)定流時(shí)，流

7、場(chǎng)中各點(diǎn)流速不隨時(shí)間改變，所以同一點(diǎn)的流線始終保持不變，且流線上質(zhì)點(diǎn)的跡線與流線重合。（3）流線不能相交也不能轉(zhuǎn)折。在流線分布密集處流速大，在流線分布稀疏處流速小。簡(jiǎn)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(jīng)過(guò)過(guò)流斷面上流體具有的機(jī)械能沿流程保持不變。邊界層是如何形成的？它有哪些特點(diǎn)？答：流體在繞流過(guò)固體壁面流動(dòng)時(shí)緊靠固體壁面形成速度梯度較大的流體薄層稱(chēng)為邊界層。特點(diǎn)：層流區(qū)；過(guò)渡區(qū)；湍流區(qū)。什么是非牛頓流體？常見(jiàn)的非牛頓流體有哪幾類(lèi)？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(duì)于小顆粒懸浮體進(jìn)行沉降的，因此對(duì)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(dāng)大的速度向上運(yùn)動(dòng)，對(duì)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(chǎng)作用下的穩(wěn)定流動(dòng)、理想的不可壓縮流體）：=或粘性（實(shí)際）流體運(yùn)動(dòng)的伯努利方程：一一=或一一一一一表示單位質(zhì)量粘性流體自點(diǎn)1運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)2的過(guò)程中內(nèi)摩擦力所做的功的增量，其值總是隨著流動(dòng)路程的增加而增加的。（各個(gè)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(jì)算：-一或-Re=一,一的確定：1、層流區(qū)：R

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

10、物體的熱力學(xué)能；3.無(wú)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(jié)果是熱由高溫傳到低溫。解釋角系數(shù)有哪些性質(zhì)？角系數(shù)與溫度有關(guān)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(duì)位置，與物體的性質(zhì)和溫度等無(wú)關(guān)Nu數(shù)與Bi數(shù)都可以寫(xiě)成一,試問(wèn)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(gè)參數(shù)分別為流體的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)a、I、和流體的熱導(dǎo)率入；而B(niǎo)i數(shù)中3個(gè)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(dǎo)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(gè)空腔，使空腔壁面保持均勻溫度，并在空腔上開(kāi)一個(gè)小孔，空前內(nèi)壁要經(jīng)歷多次吸收和反射，而每次經(jīng)歷一次吸收，輻射能就按照內(nèi)壁的吸收率大小被減弱一次，最終能離開(kāi)小孔的能量是微乎其微，可以認(rèn)為投入的輻射完全在空腔內(nèi)壁被吸收。當(dāng)鑄件在砂型中冷卻凝固時(shí)，由于鑄件收縮導(dǎo)致鑄件表面與砂型間產(chǎn)生氣隙，氣隙中的空氣是停滯的，試問(wèn)通過(guò)氣隙有哪幾種基本的熱量傳遞方式？導(dǎo)熱、輻射（無(wú)對(duì)流）假設(shè)兩小時(shí)內(nèi)通過(guò)152mmx152mm<13mm（厚度）實(shí)驗(yàn)板傳導(dǎo)的熱量為837J,實(shí)驗(yàn)板兩個(gè)平面的溫度為19c和26C,求實(shí)驗(yàn)板熱導(dǎo)率？入一xC解得：入二（C）氣體輻射有哪些特點(diǎn)？1、氣體輻射對(duì)波長(zhǎng)有選擇性；2、氣體輻射和吸

12、收在整個(gè)容積內(nèi)進(jìn)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(dǎo)熱單層平板：基本公式熱流密度熱阻-其中人為熱導(dǎo)率，B為平板厚度AT為溫度差，A為面積，t為時(shí)間，Q為一段時(shí)間某面積上的導(dǎo)熱量多層平板熱流密度分子為多層平板的總熱阻，應(yīng)用參考書(shū)P110例9-32 .對(duì)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(yùn)動(dòng)粘度努塞爾數(shù)Nu當(dāng)，層流區(qū)當(dāng)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(lèi)型，選用公式，計(jì)算出Nu,進(jìn)一步計(jì)算出“，見(jiàn)書(shū)P139,例10-1傳質(zhì)如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)計(jì)算擴(kuò)散激活能？答：在不同溫度下用同種材料測(cè)試。

13、一般固體物質(zhì)的擴(kuò)散系數(shù)哪些因素影響？答：1.溫度。溫度越高，擴(kuò)散系數(shù)越大2固溶體類(lèi)型3晶體結(jié)構(gòu)4第三元素或雜質(zhì)氣體擴(kuò)散系數(shù)受壓力影響嗎？為什么？答：氣相擴(kuò)散系數(shù)取決于擴(kuò)散介質(zhì)和擴(kuò)散物質(zhì)的溫度、壓強(qiáng)；壓力越大，分子活動(dòng)速率加大，導(dǎo)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(kuò)散系數(shù)越大有哪些因素影響擴(kuò)散系數(shù)？答：（1）溫度，擴(kuò)散系數(shù)與溫度T成指數(shù)；（2）擴(kuò)散介質(zhì)結(jié)構(gòu)的影響，擴(kuò)散介質(zhì)結(jié)構(gòu)越緊密，擴(kuò)散越困難，反之亦然；（3）擴(kuò)散相與擴(kuò)散介質(zhì)的性質(zhì)差異，一般說(shuō)來(lái)，擴(kuò)散相與擴(kuò)散介質(zhì)性質(zhì)差異越大，擴(kuò)散系數(shù)也越大。（4）結(jié)構(gòu)缺陷的影響，沿面缺陷的擴(kuò)散（界面、晶界），原子規(guī)則排列受破壞，產(chǎn)生畸變，能量高，