传输原理复习总结.doc

绪论1.什么是传输过程？传输过程是 动量传输、热量传输、质量传输过程的总称，简称 “三传” 或者 “传递现象”。是工程技术领域中普遍存在的物理现象。动量传输：垂直于流体流动的方向上，动量由高速度区向低速度区的转移。热量传输：热量由高温度区向低温度区的转移。质量传输：物系中一个或几个组分由高浓度区向低浓度区的转移。2.“三传”之间的联系：动量、热量、质量三种传输过程有其内在的联系，三者之间有许多相似之处，在连续介质中发生的 “三传” 现象有共同的传递机理。在实际工程中，三种传输现象常常是同时发生的。3.传输原理主要研究什么？传输原理主要研究传输过程的传递速率大小与传递推动力及阻力之间的关系。4. 传输过程的本质：传输过程是物质或能量从非平衡态到平衡态转移的物理过程。是某物质体系内描述体系的物理量（如温度、速度、组分浓度等）从不平衡状态向平衡状态转移的过程。5.金属加工成形的分类 热态成形金属的成形过程，是在较高温度状态下，通过高温手段，使金属成形。冷态成形金属在常温下，使金属成形。如：切削、冲压、拔丝。5. 金属热态成形的四种工艺 （ “三传” 现象广泛存在于其中）铸造：液态(或固液态)金属注入模具中降温、凝固。锻压：金属加热至塑性变形抗力小、但是仍然为固体的状态，采用锻打、 加压手段，而获得一定的形状的工艺方法。焊接：焊接是通过加热、加压，或两者并用，用或者不用填充材料，使两工件产生原子间结合的加工工艺和连接方式。 热处理：热处理就是将工件通过热处理（高温加热，冷却速度不同）达到调整材质（如基体组织发生变化，硬度发生变化），以及削除应力。 动量传输第一章 流体及其流动1.动量传输起因，以及对热量、质量传输的影响：（1）流体内部不同部位的质点或集团的流动速度不一致。（2）流动速度的不一致，必然导致动量分布不均匀。属于不平衡态，必然发生动量的交换或传递过程。（3）这样的动量传递，就会影响到热量和质量的传输过程。2.流体力学研究的对象液体和气体。3.基本概念 流体（Fluid）概念：能够流动的物体（一般指气体或液体）。4.流体的力学性质（与固体比较）：（A）不能传递拉力，（B）可承受压力，能够传递压力和切力，并且在压力和切力下出现流动。（流动可持续）（C）流体流动时，流速不同的相邻质点间出现位移，导致产生内摩擦力。静止流体没有内摩擦力。5.气体和液体的区别： 微观上的区别： （A）分子间距不同气体分子间距离大约是分子直径的10倍，除相互碰撞或与器壁碰撞外，气体分子不受力的作用，在空间自由移动。液体分子间距比较小。（B）运动自由程不同运动自由程是指流体（包括：气体、液体、等离子体 ）的粒子在与其它粒子相继两次碰撞之间的平均行程。运动自由程是流体运动的微观现象尺度， 动量、能量、质量的传递、耗散和输运本质上都是分子运动的结果。 宏观上的区别：液体有一定体积，有自由表面，气体充满容器，无自由表面。气体可压缩性较大。6.连续介质模型（要点总结） （1）流体分子间是有间隙的，流体的物理量是不连续的。（2）假设流体质点之间没有空隙。即把流体看成占有一定空间的无限多个流体微团（质点）组成的密集无间隙的连续介质。（3）反映宏观流体的物理量也是空间坐标的连续函数。 （密度、压力、粘度、流速等等）7.流体的压缩性和热胀性液体压缩性用 “体积压缩系数” k 表示： 液体的热胀性用 “温度膨胀系数”表示： 8.牛顿粘性定律 yx为切应力，第一个脚标 y 表示切应力的法线方向（速度梯度方向)，第二个脚标 X 表示切应力的方向(速度方向)牛顿粘性定律说明流体在流动过程中流体层间所产生的切应力与法向速度梯度成正比，与压力无关。这一规律与固体表面的摩擦力规律不同。9.牛顿粘性定律总结：（1）流体产生阻力损失的根本原因 ：流动着的流体内部有一种抗拒内在向前流动的特性，称为粘性。由于粘性的作用使得流体内部相邻两流体层间产生作用力内摩擦力，它是产生阻力损失的根本原因。（2）牛顿型与非牛顿型流体：剪应力与速度梯度关系完全符合牛顿粘性定律的流体称为牛顿型流体，所有气体和多数液体都属于这一类。凡不遵循牛顿粘性定律的流体，统称为非牛顿型流体。（3） 温度压力对粘度的影响：压力对流体粘度影响很小，通常可忽略不计。气体：当温度t升高时，粘度增大，是气体分子运动加剧所致。液体：当温度t升高时，粘度降低，是液体间分子间作用力减小所致。（4）牛顿粘性定律说明:流体在流动过程中流体层间所产生的剪应力与法向速度梯度成正比，与压力无关。流体的这一规律与固体表面的摩擦力规律不同。 10. 流体出现粘性的原因分析：(1）分子间内聚力（引力）所引起.（2）流体分子的垂直流动方向热运动（出现动量交换）所引起。（3）液态流体出现粘性以分子间内聚力为主，而且液体粘度随温度升高而减小。因为温升高导致分子间距增大，分子间引力减小。（4）气态流体出现的粘性，以 “垂直流动方向热运动” 为主，且气体粘度随温度升高而增大。因为温度升高导致分子热运动增强。11基本概念. A 质量力（体积力）：质量力是某种力场作用在全部流体质点上的力，其大小和流体的质量或体积成正比，质量力作用在所研究的流体质量中心。例如：重力、惯性力、电磁力等等。B 表面力：外界对所研究流体表面的作用力，作用在外表面，与表面积大小成正比。表面力具有传递性层流概念：液体沿管轴方向流动时，流束之间或流体层与层之间彼此不相混杂，质点没有径向的运动，都保持各自的流线运动。这种流动状态，称为 “层流运动”。紊流概念：管中流速再稍增加，或有其它外部干扰振动，则有色液体将破裂、混杂成为一种紊乱状态。这种运动状态，称为 “紊流运动”。12.层流与紊流由什么决定？层流与紊流的形成，是由流体质点流动时的惯性力和所受粘性力的比值决定的。粘性力大层流。惯性力大紊流。13.层流与紊流可以用雷诺数来判别惯性力 / 粘性力(圆管)第二章 流体静力学1. 流体静力学在本质上是研究静止流体中的压力和质量力两者平衡的问题。2. 等压面的微分方程式：3. 流体静力学基本方程4. 1、压力水头：p /g 是压力所做的功，称压力水头（压力高度）2、位置水头：z是流体质点距离某基准面的高度，代表势能，称位置水头。3、静水头：p /g