冶金传输原理知识点11

1．流体的概念

物质不能抵抗切向力，在切向力的作用下可以无限地变形，这种变形称为流动，这类物质称为流体，其变形的速度即流动速度与切向力的大小有关，气体和液体都属于流体。 2 连续介质

从宏观上研究流体的运动规律：即流体是在空间上和时间上连续分布的物质。 3流体的主要物理性质 密度；比容（比体积）；相对密度；重度（会换算）

4.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，流体的这种性质叫做流体的粘性，由粘性产生的作用力叫做粘性力或内摩擦力。

1) 由于分子作不规则运动时，各流体层之间互有分子迁移掺混，快层分子进入慢层时给慢层以向前的碰撞，交换能量，使慢层加速，慢层分子迁移到快层时，给快层以向后碰撞，形成阻力而使快层减速。这就是分子不规则运动的动量交换形成的粘性阻力。 2) 当相邻流体层有相对运动时，快层分子的引力拖动慢层，而慢层分子的引力阻滞快层，这就是两层流体之间吸引力所形成的阻力。 5.牛顿粘性定律

在稳定状态下，单位面积上的粘性力（粘性切应力、内摩擦应力）为 τyx说明动量传输的方向（y向）和所讨论的速度分量（x向）。符号表示动量是从流体的高速流层传向低速流层。动力粘度μ，单位Pa·s 运动粘度η，单位m2/s

6.牛顿流体和非牛顿流体

凡是切应力与速度梯度的关系服从牛顿粘性定律的流体，均称为牛顿流体。常见的牛顿流体有水、空气等，非牛顿流体有泥浆、纸浆、油漆、沥青等。 对于不符合牛顿粘性定律的流体，称之为非牛顿流体。 第二章 动量传输的基本方程 1.研究流体运动的方法

拉格朗日(Lagrange)法及欧拉法。 拉格朗日法的出发点是流体质点，即研究流体各个质点的运动参数随时间的变化规律，综合所有流体质点运动参数的变化，便得到了整个流体的运动规律。在研究流体的波动和振荡问题时常用此法。

2. 欧拉法的出发点在于流场中的空间点，即研究流体质点通过空间固定点时的运动参数随时间的变化规律，综合流场中所有点的运动参数变化情况，就得到整个流体的运动规律。

2.稳定流动与非稳定流动

如果流场的运动参数不仅随位置改变，又随时间不同而变化，这种流动就称为非稳定流动；如果运动参数只随位置改变而与时间无关，这种流动就称为稳定流动。 3．迹线和流线

（1）迹线就是流体质点运动的轨迹线。 迹线的特点是：对于每一个质点都有一个运动轨迹，所以迹线是一族曲线，而且迹线只随质点不同而异，与时间无关。 （2）流线是流场中某一瞬间的一条空间曲线，在该线上各点的流体质点所具有的速度方向与曲线在该点的切线方向重合。 4.对于不可压缩流体，ρ 常数

2.3 理想流体动量传输微分方程——欧拉方程

2.4 实际流体动量传输方程—纳维尔-斯托克斯方程

2.实际流体的伯努利方程

3 伯努利方程的几何意义和物理意义

(一) 几何意义 z是指流体质点流经给定点时所具有的位置高度，对水平圆管取其平均高度，即 轴线处所具有的高度。p 是指流体质点在给定点的压力（流体的压强）；表示流体质点流经给定点时，流体所具有的动能。伯努利方程中静压能、动能、位能项的单位均为（Pa）. (二) 物理意义pgz可看成是单位质量流体流经该点时所具有的位置势能；p 看成是单位质量流体流经该点时所具有的压力能；是单位质量流体流经给定点时的动能；h失是单位质量流体在流动过程中所损耗的机械能，称能量损失。

4.应用条件：1、流体运动必须是稳定流动、所取的有效断面必须符合缓变流条件、流体运动沿程流量不变、在所讨论的两有效断面必须没有能量的输入或输出、适用于不可压缩流体稳定运动。

第三章 层流流动与湍流流动

1. 流体运动的两种状态：层流和湍流

对光滑圆管的Rec=2300。

即流体在圆管内流动： Re2300为湍流 当量直径ds （2）雷诺准数的物理意义 雷诺数通常是惯性力的典型大小与粘性力的典型大小的一种量度。雷诺数大，说明流体的惯性力大于流体的粘性力，愈易形成湍流；雷诺数小，说明流体的惯 性力小于流体的粘性力，愈易形成层流。

湍流具备两个条件：（1）漩涡的形成 （2）漩涡脱离原来的层流 (一)沿程阻力损失

它是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，因此也叫做摩擦阻力。在层流状态下，沿程阻力完全是由粘性摩擦产生. 公式：

二)局部阻力损失 在边壁尺寸急剧变化的流动区域，由于尾流区、旋涡区等分离现象的出现，使局部流动区域出现较集中的阻力，这种阻力称为局部阻力。

5串联：各管段流量相等，损失迭加，全管段总阻损为各管段阻损之和。并联：各个支管路中流体的压力损失相等而总质量流量等于各个支管路内质量流量之和。 第八章 1. 相似的基本概念 (运动（速度）相似：表现为各对应点时刻上速度的方向一致，而大小互相成比例。、动力相似：如果两个系统具备几何相似和时间相似的条件，在对应点上力的方向相同，大小成一定比例，同时第一个系统里各点的质量和第二个系统里各点的质量成一定比例，则两个系统成动力相似。、热相似：在空间相对应的点以及时间上相对应的各个瞬间，所有与热现象有关的物理量都成一定的比例。)

2、单值条件包括（几何条件、物理条件、边界条件、初始条件）

第九章 1.热量传输的三种方式（导热：高温物体传递到低温物体，对流传热：和辐射传热）各自定义 141-143页 （斯忒藩-玻耳兹曼 ） 第十章 1. 傅里叶律

例10-3 习题：4 （167-168页） 1. 对流换热过程的分类1）按流体运动是否与时间相关可分为非稳态对流换热和稳态对流换热；(2) 按流体运动的起因可分为自然对流换热和强制对流换热； (3) 按流体与固体壁面的接触方式可分为内部流动换热和外部流动换热； (4) 按流体的运动状态可分为层流流动换热和湍流流动换热； 按流体在换热中是否发生相变或存在多相的情况可分为单相流体对流换热和多相流体对流换热。

2.影响换热系数的因素

(1) 流体流动的动力因素(2) 流体的流动状态 (3) 流体的热物性 (4) 换热壁面的热状态 (5) 换热壁面的几何因素

3.对流传热的研究方法

( 1）解析法 (2）数值解法（ 3）比拟法 （4）实验法

4.普朗特数（Pr=1，两边界层厚度大致相等；Pr>>1，速度边界层厚度远大于温度边界层厚度；Pr

4.Nu 为努塞尔准数等其他准数（物理意义： 例13-2 习题：11 232、239页）

1.辐射强度定义（单位时间、单位可见面积、单位立体角内辐射出全部波长的能量W/(m^2.sr)

2.黑体具有的辐射特性：1 、A=1，这是黑体的定义，不管外界投射辐射性质如何，黑体都能将其全部吸收2、黑体表面是漫射表面，即辐射强度在空间各方向都相等3、，即黑体黑度等于1，在所有温度相同的物体中，黑体发出的辐射能最多，或黑体的辐射力最大。

3.斯蒂芬—波尔茨曼定律（四次方定律） 4.灰体 （传热学中把单色吸收率与波长无关的物体）

5. 角系数及定义: 性质：（相对性、完整性、和分性） 6. 有效辐射 J （物体单位时间单位面积净放出的热量减去物体吸收的热量）J = E + RG =εEb -A G 261页

7. 268页公式 习题：5、6、12、15

第15章 1.浓度表示方法 (质量浓度；摩尔浓度；质量分数；摩尔分数) 284页

2. 质量传输的二种方式(分子扩散传质、对流传质)分子扩散传质：对流传质

(1) 对流流动传质 NA=CA·uA (2) 对流传质 NA=kc（CAf-CAw）

3.通量公式 （287页）

相似第一定理 彼此相似的现象必定具有数值相同的相似准数（2）相似第二定理：凡同一种类现象，如果定解条件相似，同时由定解条件的物理 量所组成的相似准数在数值上相等，那么这些现象必定相似。 （3） 相似第三定理 描述某现象的各种量之间的关系可表示成相似准数之间的函数关系式 体）

质量传输:当多组分系统中存在组分的浓度差时，系统将会自发地进行组分有高浓度区向低浓度区的迁移过程。理想流体动量传输微分方程——欧拉方程