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文檔簡介

1、第一章動量傳輸?shù)幕靖拍?流體的概念物質(zhì)不能抵抗切向力,在切向力的作用下可以無限地變形,這種變形稱為流動,這類物質(zhì)稱為流體,其變形的速度即流動速度與切向力的大小有關(guān),氣體和液體都屬于流體。2連續(xù)介質(zhì)流體是在空間上和時間上連續(xù)分布的物質(zhì)。3流體的主要物理性質(zhì)密度;比容(比體積);相對密度;重度(會換算).流體的粘性在作相對運(yùn)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(yùn)動,流體的這種性質(zhì)叫做流體的粘性,由粘性產(chǎn)生的作用力叫做粘性力或內(nèi)摩擦力。由于分子作不規(guī)則運(yùn)動時,各流體層之間互有分子遷移摻混,快層分子進(jìn)入慢層時給慢層以向前的碰撞,交換能量,使慢層加速,慢層分子遷移

2、到快層時,給快層以向后碰撞,形成阻力而使快層減速。這就是分子不規(guī)則運(yùn)動的動量交換形成的粘性阻力。當(dāng)相鄰流體層有相對運(yùn)動時,快層分子的引力拖動慢層,而慢層分子的引力阻滯快層,這就是兩層流體之間吸引力所形成的阻力。.牛頓粘性定律在穩(wěn)定狀態(tài)下,單位面積上的粘性力(粘性切應(yīng)力、內(nèi)摩擦應(yīng)力)為FrfvvTyr=A方y(tǒng)猊明動量傳輸?shù)姆较颍▂向)和所討論的速度分量(x向)。符號表示動量是從流體的高速流層傳向低速流層。動力粘度口,單位Pas運(yùn)動粘度n,單位m2/s二=-.牛頓流體和非牛頓流體凡是切應(yīng)力與速度梯度的關(guān)系服從牛頓粘性定律的流體,均稱為牛頓流體。常見的牛頓流體有水、空氣等,非牛頓流體有泥漿、紙漿、油

3、漆、瀝青等。對于不符合牛頓粘性定律的流體,稱之為非牛頓流體。第二章動量傳輸?shù)幕痉匠?.研究流體運(yùn)動的方法拉格朗日(Lagrange)法及歐拉法。拉格朗日法的出發(fā)點(diǎn)是流體質(zhì)點(diǎn),即研究流體各個質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動參數(shù)隨時間的變化規(guī)律,綜合所有流體質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動參數(shù)的變化,便得到了整個流體的運(yùn)動規(guī)律。在研究流體的波動和振蕩問題時常用此法。2.歐拉法的出發(fā)點(diǎn)在于流場中的空間點(diǎn),即研究流體質(zhì)點(diǎn)通過空間固定點(diǎn)時的運(yùn)動參數(shù)隨時間的變化規(guī)律,綜合流場中所有點(diǎn)的運(yùn)動參數(shù)變化情況,就得到整個流體的運(yùn)動規(guī)律。2.穩(wěn)定流動與非穩(wěn)定流動如果流場的運(yùn)動參數(shù)不僅隨位置改變,又隨時間不同而變化,這種流動就稱為非穩(wěn)定流動;如果運(yùn)動參數(shù)只隨位

4、置改變而與時間無關(guān),這種流動就稱為穩(wěn)定流動。3跡線和流線(1)跡線就是流體質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動的軌跡線。跡線的特點(diǎn)是:對于每一個質(zhì)點(diǎn)都有一個運(yùn)動軌跡,所以跡線是一族曲線,而且跡線只隨質(zhì)點(diǎn)不同而異,與時間無關(guān)。(2)流線是流場中某一瞬間的一條空間曲線,在該線上各點(diǎn)的流體質(zhì)點(diǎn)所具有的速度方向與曲線在該點(diǎn)的切線方向重合。于不可壓縮流體,p常數(shù)Wo砂詼5例2-1,2-2(22、24頁)理想流體動量傳輸微分方程歐拉方程實(shí)際流體動量傳輸方程納維爾-斯托克斯方程.實(shí)際流體的伯努利方程伯努利方程的幾何意義和物理意義(一)幾何意義z是指流體質(zhì)點(diǎn)流經(jīng)給定點(diǎn)時所具有的位置高度,對水平圓管取其平均高度,即軸線處所具有的高度。p是

5、指流體質(zhì)點(diǎn)在給定點(diǎn)的壓力(流體的壓強(qiáng));表示流體質(zhì)點(diǎn)流經(jīng)給定點(diǎn)時,流體所具有的動能。伯努利方程中靜壓能、動能、位能項(xiàng)的單位均為(Pa).(二)物理意義pgz可看成是單位質(zhì)量流體流經(jīng)該點(diǎn)時所具有的位置勢能;P看成是單位質(zhì)量流體流經(jīng)該點(diǎn)時所具有的壓力能;是單位質(zhì)量流體流經(jīng)給定點(diǎn)時的動能;h失是單位質(zhì)量流體在流動過程中所損耗的機(jī)械能,稱能量損失。.應(yīng)用條件:34頁例題2-4;2-535、36頁習(xí)題:2、3、5、10第三章層流流動與湍流流動1.流體運(yùn)動的兩種狀態(tài):層流和湍流注對光滑圓管的Rec=2300。即流體在圓管內(nèi)流動:Re2300為湍流4=誓當(dāng)量直徑ds(2)雷諾準(zhǔn)數(shù)的物理意義雷諾數(shù)通常是慣性力

6、的典型大小與粘性力的典型大小的一種量度。雷諾數(shù)大,說明流體的慣性力大于流體的粘性力,愈易形成湍流;雷諾數(shù)小,說明流體的慣性力小于流體的粘性力,愈易形成層流。例3-141頁湍流具備兩個條件:(1)漩渦的形成(2)漩渦脫離原來的層流例3-2(50頁)(一)沿程阻力損失它是沿流動路程上由于各流體層之間的內(nèi)摩擦而產(chǎn)生的流動阻力,因此也叫做摩擦阻力。在層流狀態(tài)下,沿程阻力完全是由粘性摩擦產(chǎn)生.公式:餐=/行一二)局部阻力損失在邊壁尺寸急劇變化的流動區(qū)域,由于尾流區(qū)、旋渦區(qū)等分離現(xiàn)象的出現(xiàn),使局部流動區(qū)域出現(xiàn)較集中的阻力,這種阻力稱為局部阻力。5.串、并聯(lián)管路計(jì)算的特點(diǎn)60、61頁習(xí)題5、6、7、8第七章

7、1.例7-17-22.埃根方程114頁第八章1.相似的基本概念(運(yùn)動相似、動力相似、熱相似)2、單值條件包括(幾何條件、物理?xiàng)l件、邊界條件、初始條件)3、相似三定理(1)相似第一定理彼此相似的現(xiàn)象必定具有數(shù)值相同的相似準(zhǔn)數(shù)(2)相似第二定理:凡同一種類現(xiàn)象,如果定解條件相似,同時由定解條件的物理量所組成的相似準(zhǔn)數(shù)在數(shù)值上相等,那么這些現(xiàn)象必定相似。(3)相似第三定理描述某現(xiàn)象的各種量之間的關(guān)系可表示成相似準(zhǔn)數(shù)之間的函數(shù)關(guān)系式(準(zhǔn)數(shù)方程式),F(xiàn)以通叫曰例8-3137頁第九章1.熱量傳輸?shù)娜N方式(導(dǎo)熱,對流傳熱和輻射傳熱)各自定義141-143頁(斯忒藩-玻耳茲曼)匕,=第十章1.傅里葉律二一二

8、例10-3習(xí)題:4(167-168頁)第13章1.對流換熱過程的分類(1)按流體運(yùn)動是否與時間相關(guān)可分為非穩(wěn)態(tài)對流換熱和穩(wěn)態(tài)對流換熱;(2)按流體運(yùn)動的起因可分為自然對流換熱和強(qiáng)制對流換熱;(3)按流體與固體壁面的接觸方式可分為內(nèi)部流動換熱和外部流動換熱;(4)按流體的運(yùn)動狀態(tài)可分為層流流動換熱和湍流流動換熱;按流體在換熱中是否發(fā)生相變或存在多相的情況可分為單相流體對流換熱和多相流體對流換熱。.影響換熱系數(shù)的因素(1)流體流動的動力因素(2)流體的流動狀態(tài)(3)流體的熱物性(4)換熱壁面的熱狀態(tài)(5)換熱壁面的幾何因素.對流傳熱的研究方法(1)解析法(2)數(shù)值法數(shù)值法(3)比擬法(4)實(shí)驗(yàn)法.

9、普朗特?cái)?shù)(Pr=L兩邊界層厚度大致相等;Pr1,速度邊界層厚度遠(yuǎn)大于溫度邊界層厚度;Pr1,速度邊界層厚度遠(yuǎn)小于溫度邊界層厚度)4.Nu為努塞爾準(zhǔn)數(shù)等其他準(zhǔn)數(shù)(物理意義:218-219頁例13-2習(xí)題:11232、239頁)第14章1.輻射強(qiáng)度定義(單位時間、單位可見面積、單位立體角內(nèi)輻射出全部波長的能量W/(m八2.sr).黑體具有的輻射特性245頁.斯蒂芬-波爾茨曼定律(四次方定律)h.灰體(傳熱學(xué)中把單色吸收率與波長無關(guān)的物體)_表面f發(fā)H而落在表面上的能量.角系數(shù)及定義:二姿二表面,二2三二至二性質(zhì):(相對性、完整性、和分性).有效輻射J(物體單位時間單位面積凈放出的熱量減去物體吸收的熱量)+G261頁Eb.268頁公式習(xí)題:

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