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1、南昌大学传输原理期末复习资料（周老师整理）名词解释： 传动流体：自然界中能够流动的物体。流体的粘性：在作相对运动的两流体层的接触面上，存在一对等值而反向的作用力来阻碍两相邻流体层作相对运动。非牛顿流体：不符合牛顿粘性定律的流体。流线：同一瞬时流场中连续的不同位置质点的流动方向线。迹线：流体质点运动的轨迹线。流束：在流管内取一微小曲面dA，通过dA上每个点作流线，这族流线叫流束。边界层：流体在绕流过固体壁面流动时紧靠固体壁面形成速度梯度较大的流体薄层。湍流：流体流动时，各质点在不同方向上作复杂的无规则运动，互相干扰地向前流动，这种运动称为湍流。雷诺数：流体中惯性力和粘性力的比值。水头损失：由于流
2、体的粘性造成的总水头的降低称为水头损失。沿程阻力：沿流动路程上由于各流体层之间的内摩擦而产生的流动阻力。射流：指流体经由喷嘴流出到一个足够大的空间，不再受固体边界限制，进行扩散流动的一种流体运动。 传热热量传输：研究不同物体之间或者同一物体不同部分之间存在温差时热量的传递规律。导热：物体各部分之间不发生相对位移时，依靠分子、原子及自由电子等微观粒子的热运动进行的热量传递称为热传导，简称导热。热导率：表征物体导热能力的重要物性参数。热扩散率：表征物体内热量传输的能力等温面：物体中同意瞬时相同温度各点连成的面称为等温面温度梯度：温度场中任一点沿等温面法向的温度增加率，称为等温梯度二维稳态导热:稳态
3、导热的温度分布是两个坐标的函数，称为二维稳态导热。对流换热：流体流过与之温度不同的固体壁面时的热量交换温度边界层：流体在流过固体壁面时，在紧靠固体壁面形成温度梯度较大的流体薄层，称为温度边界层黑体：把吸收率=1的物体叫做黑体。灰体：如果假定物体的单色吸收率与波长无关，即=常数，这种假定的物体被称为灰体。角系数：在两物体辐射传热中，把表面1发射的辐射能能落到表面2上的百分数称为表面1对表面2的角系数，记为X12。热辐射：物体因温度的原因，通过电磁波发出辐射能的现象称为热辐射。 传质自扩散：不依赖于浓度梯度，而仅由热振动而产生的扩散。互扩散：在置换式固溶体中，两组元互相扩散。空位扩散：扩散原子从正
4、常位置跳动到邻近的空位，即通过原子与空位交换位置而实现扩散。扩散系数：分子扩散系数表示物质的扩散能力。由菲克定律，它可理解为沿扩散方向，在单位时间内通过单位面积时，当浓度梯度为1的情况下所扩散的某组分质量。 DAB=JAdcAdz自扩散系数：指物体中某一点的温度的扰动传递到另一点的速率的量度。用符号DT表示，表达式为DT=kTD。互扩散系数：在互扩散当中，用来代替两种原子的方向相反的扩散系数。质量浓度：单位体积混合物中所含某组分 i 的质量称为该组分的质量浓度，以符号 i 表示，单位为 kg/m3，即i=miV式中：mi 混合物中组分 i 的质量；V 混合物的体积。若混合物由 N 个组分组成，
5、则混合物的总质量浓度 为=i=1Ni物质的量浓度：单位体积混合物中所含某组分 i 的物质的量称为该组分的物质的量浓度，以符号 ci 表示，单位为 kmol/m3，即ci=niV式中：ni 混合物中组分 i 的物质的量。若混合物由 N 个组分组成，则混合物的总物质的量浓度 C 为c=i=1Nci分子传质:又称分子扩散。当某组分在一相内存在浓度梯度时，由分子的无规则热运动引起的该组分质量传递称之为分子传质。对流传质：指在运动流体与固体壁面之间，或不互溶的两种运动流体之间发生的质量传递过程。简答题： 传动流体运动过程中的弗劳德数及其物理意义？答：Fr=glv2=glv2叫做弗劳德数，Fr是流体在流动
6、过程中重力位能与动能的比值，也表示了流体在流动过程中重力与惯性力的比值。简述模型相似条件答：几何相似，物理相似，定解条件相似。写出流体静力学基本方程式并说明其能量意义和几何意义？答：gz+p=C；位置势能与压力能的总和不变 ；位置水头与压力水头之和不变。为什么湍流条件下可以利用牛顿粘性定律计算管道壁对流体的剪切力？答：虽然为湍流，但在紧靠固体壁面的地方仍为层流底层，牛顿粘性定律是在层流条件下应用的简述伯努利方程的应用条件答：（1）流体运动必须是稳定流 （2） 所取的有效断面必须符合缓变流条件 （3）流体运动沿程流量不变 （4） 在所讨论的两个有效断面间必须没有能量的输人或输出。什么是流线？流线
7、有哪些特征？答：在同一瞬时流场中连续的不同位置质点的流动方向线（1）非稳定流时，流场中速度随时间改变，经过同一点的流线其空间方位和形状是随时间改变的。（2）稳定流时，流场中各点流速不随时间改变，所以同一点的流线始终保持不变，且流线上质点的迹线与流线重合。（3）流线不能相交也不能转折。在流线分布密集处流速大，在流线分布稀疏处流速小。简述伯努利方程的几何意义与物理意义 答：几何意义是理想流体中总水头沿流程保持不变，物理意义是理想流体中经过过流断面上流体具有的机械能沿流程保持不变。边界层是如何形成的？它有哪些特点？答：流体在绕流过固体壁面流动时紧靠固体壁面形成速度梯度较大的流体薄层称为边界层。特点：
8、层流区；过渡区；湍流区。什么是非牛顿流体？常见的非牛顿流体有哪几类？答：不符合牛顿粘性定律的流体；具体分为宾海姆塑流型流体、伪塑流型流体、屈服-伪塑流型流体。颗粒沉降速度发生变化的主要原因有哪些？答：（1）大颗粒是相对于小颗粒悬浮体进行沉降的，因此对大颗粒而言，流体有效密度和粘度增大；（2）因颗粒沉降而排出的流体，以相当大的速度向上运动，对其他颗粒的沉降具有阻滞作用，使沉降速度减小。公式：（1）伯努利方程式(只有重力场作用下的稳定流动、理想的不可压缩流体)：Z1+P1+V122g=Z2+P2+V222g或gz1+p1+v122= gz2+p2+v222粘性（实际）流体运动的伯努利方程：Z1+P
9、1+V122g=Z2+P2+V222g+hw或gz1+p1+v122= gz2+p2+v222+hwghw=wR2-wR1表示单位质量粘性流体自点1运动到点2的过程中内摩擦力所做的功的增量，其值总是随着流动路程的增加而增加的。（各个单位的意义参考p34）（例题参考p37-40）有能量输入输出的伯努利公式：Z1+P1+1V122gHp=Z2+P2+2V222g+hw （2）沿程损失的计算：hf=ldv22g或p=ldv22 Re=vd=Re，d 的确定：1、 层流区：Re2320,=60Re2、 过渡区：2300Re4000,由水利光滑管处理或者通用公式计算3、 水利光滑管区：4000Re59.
10、8(r)87,=0.31644Re105Re106,=0.0032+0.221Re-0.2374、 水利光滑管转粗糙管过渡区：59.8(r)87Re382(r),=11.74+2lgr26、 经验公式：=0.11(d+68Re)0.25 传热影响对流换热的主要因素有哪些？流体的动力；被流体冲刷的换热面的几何形状和布置；流体流动的状态及流体的物理性质，即黏度、比热容c、密度即热导率等。辐射与导热及对流相比较有哪些特点？1.不需要冷热物体直接接触，即：不需要介质存在，在真空中就可以传递热量；2.在辐射换热的过程中，伴随着能量形式的转换：物体的热力学能-电磁波能-物体的热力学能；3.无论温度高低，物
11、体都能不停的相互发射电磁波能，相互辐射能量；高温物体辐射给低温物体的能量大于低温物体辐射给高温物体的能量，总的结果是热由高温传到低温。解释角系数有哪些性质？角系数与温度有关吗？互换性：A1X12=A2X21;完整性：X11+X12+X13+X1n=i=1nX1i=1有界性：X=1角系数只取决与换热物体的形状、尺寸、相对位置，与物体的性质和温度等无关Nu数与Bi数都可以写成l,试问他们有何区别？形式上相同，物理意义不同，Nu数中3个参数分别为流体的表面传热系数、特征尺寸l、和流体的热导率；而Bi数中3个参数为固体的表面传热系数、固体尺寸l和固体的热传导率。解释人造黑体的原理？取工程材料（它的吸收
12、率必然小于黑体）制造一个空腔，使空腔壁面保持均匀温度，并在空腔上开一个小孔，空前内壁要经历多次吸收和反射，而每次经历一次吸收，辐射能就按照内壁的吸收率大小被减弱一次，最终能离开小孔的能量是微乎其微，可以认为投入的辐射完全在空腔内壁被吸收。当铸件在砂型中冷却凝固时，由于铸件收缩导致铸件表面与砂型间产生气隙，气隙中的空气是停滞的，试问通过气隙有哪几种基本的热量传递方式？导热、辐射（无对流）假设两小时内通过152mm152mm13mm（厚度）实验板传导的热量为837J，实验板两个平面的温度为19和26，求实验板热导率？Q=qAt ; q=T ; Q=837J A=152mm152mm T=26-19
13、 =13mm解得：=9.3410-3W/（m*）气体辐射有哪些特点？1、气体辐射对波长有选择性； 2、气体辐射和吸收在整个容积内进行； 3、气体的反射率为零。此部分需要记忆的公式1.多层平板导热单层平板：基本公式 热流密度q=T/ 热阻 Rt= Q=Aqt其中为热导率，为平板厚度 T为温度差 ,A为面积，t为时间，Q为一段时间某面积上的导热量多层平板热流密度q=T11+22+33分子为多层平板的总热阻，应用参考书P110 例9-32.对流换热外掠平板基本公式 Re=Vl v为特征速度； l为特征尺寸 ；为运动粘度努塞尔数Nu 当Re5105,层流区Nu=0.664Re0.5Pr1/3当5105
14、Re107 湍流区Nu=(0.037Re0.8-871)Pr1/3定性温度取边界平均温度Tm表面传热系数 =Nul 单位 W/(m2*) 步骤：先确定定性温度，特征尺寸，求出Re，判断流体的类型，选用公式，计算出Nu,进一步计算出，见书P139，例10-1 传质如何设计实验计算扩散激活能？答：在不同温度下用同种材料测试。一般固体物质的扩散系数哪些因素影响？答：1.温度。温度越高，扩散系数越大2固溶体类型3晶体结构4第三元素或杂质气体扩散系数受压力影响吗？为什么？答：气相扩散系数取决于扩散介质和扩散物质的温度、压强；压力越大，分子活动速率加大，导致温度升高，而又由于D=D0exp(-QRT)=,可知温度为其主要影响因素，温度越高扩散系数越大有哪些因素影响扩散系数？答：(1)温度，扩散系数与温度T成指数；（2）扩散介质结构的影响，扩散介质结构越紧密，扩散越困难，反之亦然；（3）扩散相与扩散介质的性质差异，一般说来，扩散相与扩散介质性质差异越大，扩散系数也越大。（4）结构缺陷的影响，沿面缺陷的扩散（界面、晶界），原子规则排列受破坏，产生畸变，能量高，所需扩散激活能低。（5）材料的成分 （6）第三元素（或杂质）影响（7）扩散元素浓度（8）其他因素
