生物系统传输过程复习要点

*考试时带上计算器。生物系统传输过程审核点工程热力学第一章热力学第一定律1.工作流体有6个常用的状态参数。P10P15温度、压力、比容(比容)、热力学能(内能)、焓和熵，其中温度、压力和比容是基本状态参数理解概念，掌握计算公式，记住单位和符号。A.温度摄氏温度符号t单位摄氏度绝对温度符号t单位kB.压力符号p单位帕斯卡(pa) N/m2表面压力聚乙烯真空光伏当地大气压力pb绝对压强C.比容符号v单位m3/kgv-体积单位m3 m-工作介质质量单位kg工作介质密度符号单位kg/m3比容和密度是1-1 1-2的倒数D.热力学能量m kg气体热力学能量符号u单位j或kJ1千克气体的热力学能量称为特定热力学能量符号，单位为焦耳/千克或千焦/千克热力学能量的增量由下式表示正数表示工作介质的热力学能增加，而负数表示工作介质的热力学能减少。理想气体热力学能量的公式P38E.m kg工作流体的焓符号h单位j或kJ1kg工质的焓称为比焓，单位为J/kg或kJ/kg(定义)是最基本的计算公式焓的增量由下式表示对于理想气体，焓计算公式P38F.工作流体的单位J/K或kJ/K1kg工作流体的熵称为比熵符号S单位J/kg.k或KJ/kg.k最基本的定义熵的增量用s. P39表示记住上面的公式案例1-3、2-5、2-62.工作介质的膨胀功P15 mkg工作介质的膨胀功符号W单位J或kJ1kg工作介质的膨胀功符号为W单位J/kg或kJ/kg计算公式压力-容积图上的表示系统对外界所做的工作是积极的，而外界对系统所做的工作是消极的。也就是说，工作介质的膨胀功是正的，而压缩功是负的。功率符号n单位w或千瓦1W=1J/s 1kW=1kJ/s1千瓦时=1KJ/s360S=3600KJ情况1-43.加热P16Mkg热符号Q工作介质的单位J或kJ1千克工作介质的热符号q单位为焦耳/千克或千焦/千克。工作介质从外部吸收热量，热量是正的；工作介质向外界释放热量，热量是负的。当在恒压下加热时4.热力学第一定律的解析公式P18应注意单位的统一性，应清楚地理解q、u和w的符号。实施例1-65.稳定流能量方程及其应用P20应特别注意公式中各种单位的一致性。因为已知的条件是由水蒸气的焓熵图给出或可以找到的h的单位通常是千焦/千克，而获得的值通常是千焦/千克。ws-轴向工作wt-技术工作A.锅炉B.蒸汽涡轮机和燃气涡轮机C.泵和风扇D.喷嘴实施例1-8第二章气体的性质1.理想气体P28P29的状态方程rg-气体常数单位J/(kgK)对于百万公斤的气体对于n千摩尔的气体r-一般气体常数R=8314.5J/(kmolK)J/(kgK)M气体的摩尔质量，单位为千克/克摩尔，数值等于物质的相对分子量对于1000摩尔的气体使用上述公式时，请特别注意Rg和r的单位是J/(kgK)实施例2-1和2-22.气体比热容(P24P25)(1)质量比热符号c单位J/(kgK)或kJ/(kgK)(2)体积热容量符号C单位J/(标准m3K)或kJ/(标准m3K)(3)单位为千摩尔的比热符号的Cm单位J/(kmolK)或kJ/(kmolK)(4)恒压比热符号cp单位J/(kgK)或kJ/(kgK)(5)恒定体积比热符号cv单位J/(kgK)或kJ/(kgK)热容比理想气体的比热比等于绝热指数，用表示(6)对实际比热容和平均比热容的一般理解(7)固定值比热P37表2-5实施例2-43.水蒸气通常不能被视为理想气体P40只有远离液体的过热蒸汽才能被视为理想气体。4.恒压加热水形成蒸汽的过程可分为三个阶段(1)水的预热阶段，即把非饱和水加热到饱和水的过程温度-饱和温度热(2)汽化阶段，即在温度保持不变的情况下，将饱和水加热至干燥饱和蒸汽的过程热r-汽化潜热(3)过热阶段ts t的温度热在恒定压力下，将1kg不饱和水加热至温度为t的过热蒸汽所需的总热量5.干燥度mv-湿蒸汽中包含的干蒸汽的质量；m-湿蒸汽质量湿度6.焓熵图病例2-7病例2-8病例2-9第四章气体热力学过程1.定容过程、恒压过程、恒温过程(包括过程方程；压力-体积图和温度-熵图上的表示；膨胀功、技术功和热量的计算)2.绝热过程Pvk=常数理想气体的绝热指数单原子气体双原子气体多原子气体3.改变过程Pvn=常数n-多变指数P69P734.可变过程的扩展工作和技术工作P72P73膨胀工作技术工作记住并将使用P74表4-1中的公式进行计算。实施例4-1、4-2、4-45.单级活塞式压缩机功耗P76P77压缩机消耗的功率P1=n/m2 v1-压缩机进气量m3/min当V1的单位是立方米/小时时6.多级压缩P78P81当所有级的压力比相等时，压缩机消耗的功最少。Z级压缩机各级压力比两级压缩机的压力比总功耗单位为m3/h三级压缩机的压力比总功耗单位为m3/h实施例4-5第五章热力学第二定律1.理解P91的几种表达方法2.卡诺循环的热效率P92T1高温热源的温度k；低温热源T2温度k几个重要结论3.卡诺定理P93示例5-1 5-2第六章气体和蒸汽的流动1.连续性方程P108=常数Or=常数2.绝热滞止过程的定义P109P110对于理想气体3.本地声速的概念符号c P1104.马赫数符号Ma P110P111Ma1喷嘴应制成锥形喷嘴。Ma1喷嘴应做成发散型喷嘴。Ma=1气体流速等于当地声速。在喷嘴中，当流速持续增加时，声速持续降低。5.临界速度、临界压力和临界温度的概念P1066.掌握气体在喷嘴内绝热流动时截面上的流速计算公式。注：上述公式中的焓单位是焦耳/千克7.临界压力比 P113设置一个锥形喷嘴，做一个变焦喷嘴。8.对于在收敛喷嘴P114中可逆等熵流动的气体那时，只能到达；也就是说，那时，只能到达；也就是说，对于变焦喷嘴，这是可以实现的；也就是说，第七章流通1.压燃式内燃机的热力循环(混合加热理想循环)P122绝热(恒定熵)压缩-恒定体积加热(燃烧)-恒压加热(燃烧)-绝热(恒定熵)膨胀-恒定体积放热热效率公式的推导方法和过程应该掌握，但公式不需要记忆。2.恒压加热的理想循环P124绝热(恒定熵)压缩-恒压加热(燃烧)-绝热(恒定熵)膨胀-恒定体积放热热效率公式的推导方法和过程应该掌握，但公式不需要记忆。示例7-13.点火内燃机的热力循环(理想的定容加热循环)P124绝热(恒定熵)压缩-恒定体积加热(燃烧)-绝热(恒定熵)膨胀-恒定体积放热热效率4.燃气轮机单元循环P129绝热(恒熵)压缩-恒压加热(燃烧)-绝热(恒熵)膨胀-恒压放热热效率5.兰金循环P133恒压加热-绝热(恒熵)膨胀-恒压放热-绝热(恒熵)压缩热效率蒸汽消耗率示例7-3工程流体力学第一章导言1.掌握描述流体物理性质的几个物理量，包括名称、符号、单位和计算公式(P2P8)A.密度符号单位kg/m3m流体质量千克流体体积立方米B.重符号单位N/m3g-流体质量n，v-流体体积m3流体密度与重力的关系C.比容符号v(详见热工基础)D.动态粘度系数符号单位Pas (Ns/m2)牛顿内摩擦定律F-inte-单位面积内摩擦或剪切应力N/m2du/dy-速度梯度，即垂直于速度方向的速度变化率s-1符合牛顿内摩擦定律的流体称为牛顿流体。大多数具有简单分子结构的液体(如水、酒和蒸汽石油等。)和普通气体是牛顿流体牛顿内摩擦定律只能应用于流体的层流运动，即所谓的层流运动。示例1E.运动粘度系数的符号单位m2/sF.体积压缩系数符号p单位m2/N(1)-体积变化率DP-压力增量N/m2或者E0-体积弹性模量单位N/m2体积弹性模量越大，压缩流体越困难。示例2 *G.体积膨胀系数符号t单位1/Kdt-液体温度增量k对于理想气体：t-气体的绝对温度k实施例1和2第二章流体静力学1.流体静力学的两个重要特征：(1)静水压力的方向必须与受力表面的内部法线方向一致。(2)所有方向作用在同一点上的静压大小相等(P15P16)2.在平衡流体中，由等压点组成的表面称为等压面P183.静态液体P20的压力计算在公式中Z0-z代表自由表面下液体粒子的深度。如果用h表示，上述公式可以写成P0-自由表面压力N/m24.静态液体的中压面应为水平面在任何类型的连接器中，对于只有重力作为质量力的相同连续介质，深度相等的点的压力必须相等。P215.流体静力学的基本方程形式及其几何意义P20，P22P236.压力测量仪器的分类(P25P28)(1)根据被测压力是高于还是低于大气压，前者称为压力表，后者称为真空计(2)根据作用原理，主要有三种类型：液体压力计、金属压力计和电子压力计A.测压计b .微压计c. u形测压计d .多分支u形测压计(一般理解)e .差压计7.作用在平壁上的静态液体的总压力(P29P33)其尺寸计算公式Hc是自由液面以下压缩区域的质心深度作用点JC-是压缩区域相对于质心轴的惯性矩(即通过质心C点并平行于OX轴)。也就是说，总压力P的作用点D通常低于压缩质心c8.检查中不需要作用在曲面壁上的静态液体的总压(P33P36)实施例1和2第三章流体动力学和工程应用1.流体的运动形式可分为稳流和非稳流P502.总流量连续性方程P57对于不可压缩流体也就是说，Q1和Q2分别流经水部分A1和A2的流体的体积流速。单位m3/sV1和v2流经水部分A1和A2的流体的平均流速。单位m/sA1和A2通水段A1和A2的面积。单位m3其物理意义：当不可压缩流体在稳定状态下流动时，总流量的体积流量保持不变；每个横截面的平均速度与横截面面积成反比，即横截面面积越大，速度越小。通过水的横截面积越小，流速越大。3.理想流体的伯努利方程及其几何意义4.实际流体的伯努利方程及其几何意义(P73P78)限制：(1)流体是不可压缩的实际流体(2)流体的运动是稳定的流动(3)作用在流体上的质量力只是重力(4)选定的两个过水段必须位于慢流段。(5)总流量的流速沿路径不变，即在两个通水段之间没有流动分离和流入(6)除水头损失外，总流量在两个横截面之间没有能量输入和输出。当机械能通过诸如泵、风扇或水轮机的流体机械在两个通水部分之间输入或输出时，伯努利方程是e代表输入或输出能量。当泵或风扇用于向系统输入能量时，E为正；使用水轮机，