生物系统传输过程复习要点

1、*考试时带计算器生物系统传输过程复习要点工程热力学第一章 热力学第一定律1 工质常用的状态参数有6个。P10P15温度、压力、比体积（比容）、热力学能（内能）、焓和熵，其中温度、压力和比体积是基本状态参数了解概念，掌握计算公式，记住单位及符号a. 温度摄氏温度 符号t 单位 摄氏度 绝对温度 符号T 单位 开 Kb. 压力 符号 p 单位 帕斯卡（简称帕） N/m2 表压力pe 真空度pv 当地大气压力pb 绝对压力c. 比体积 符号 v 单位 m3/kg V工质的体积 单位 m3 m工质的质量 单位 kg 密度 符号 单位 kg/m3 比体积和密度互为倒数 例题1-1 1-2d. 热力学能

2、m千克气体的热力学能 符号 U 单位 J或kJ 1千克气体的热力学能称为比热力学能 符号u 单位J/kg或kJ/kg热力学能的增量用表示为正数，表示工质热力学能增加，为负数，表示工质热力学能减少。 理想气体热力学能的计算公式 P38 e. 焓 m千克工质的焓 符号H 单位 J 或 kJ 1千克工质的焓称为比焓 符号 h 单位J/kg 或 kJ/kg （定义式） 是最基本的计算公式 焓的增量用表示 对于理想气体，焓的计算公式 P38 f. 熵 m千克工质的熵 符号S 单位 J/K 或 kJ/K 1千克工质的熵称为比熵 符号 s 单位J/kgK 或 kJ/kgK 最基本的定义式 熵的增量用s表示。

3、P39 记住上式公式 例1-3 例2-5 例2-62 工质的膨胀功P15 m千克工质的膨胀功 符号 W 单位 J或 kJ 1千克工质的膨胀功 符号 w 单位J/kg或 kJ/kg计算公式 在压容图上的表示系统向外界作功为正，外界对系统作功为负。即工质膨胀功为正，工质压缩功为负。功率 符号 N 单位 W或 kW1W=1J/s 1kW=1kJ/s1kW·h=1kJ/s×3600s=3600kJ 例1-43 热量 P16 m千克工质的热量 符号 Q 单位 J或kJ1千克工质的热量 符号 q 单位 J/kg或 kJ/kg工质从外界吸热，热量为正；工质向外界放热，热量为负。定压加热时

4、 4 热力学第一定律解析式P18注意单位要一致，q，u，w的正负号要搞清楚例1-65 稳定流动能量方程式及其应用P20 要特别注意公式中各项单位的一致性。因为已知条件所给出的或通过水蒸汽焓熵图查出的h的单位往往是kJ/kg，而或所求出的值往往是J/kg。Ws轴功 wt技术功 a锅炉 b汽轮机和燃气轮机 c泵和风机 d. 喷管例1-8第二章 气体的性质1理想气体状态方程式P28P29 Rg气体常数 单位 J/(kg·K) 对m千克气体对n千摩尔气体 R通用气体常数R=8314.5J/(kmol·K)J/(kg·K)M气体的摩尔质量，单位为kg/kmol，在数值上等于

5、物质的相对分子量对于1千摩尔气体用以上公式计算时，特别注意Rg和R的单位为J/(kg·K)例2-1，例2-22气体的比热容（P24P25）（1） 质量比热 符号 c 单位 J/(kg·K) 或 kJ/(kg·K)（2） 体积比热 符号 C´ 单位 J/(标准m3·K) 或kJ/(标准m3·K)（3） 千摩尔比热 符号 Cm 单位 J/(kmol·K) 或 kJ/(kmol·K) （4） 定压比热 符号 cp 单位 J/(kg·K) 或 kJ/(kg·K)（5） 定容比热 符号 cv 单位 J/(

6、kg·K) 或 kJ/(kg·K) 比热比理想气体的比热比等于绝热指数，并以表示（6）一般性了解真实比热容和平均比热容（7）定值比热P37表2-5例2-43水蒸汽一般不能作为理想气体看待P40 离液态较远的过热蒸汽才能作为理想气体看待。4定压下对水加热形成蒸汽的过程，可以分为三个阶段（1） 水的预热阶段，即将未饱和水加热为饱和水的过程温度从t ts ts饱和温度 热量（2） 汽化阶段，即饱和水加热成干饱和蒸汽的过程，温度保持ts不变热量 r汽化潜热（3） 过热阶段温度从ts t热量 1kg未饱和水在定压下加热为温度为t的过热蒸汽所需的总热量5干度 mv湿蒸汽中所含干蒸汽的质

7、量； m湿蒸汽的质量 湿度 6 焓熵图 例2-7 例2-8 例2-9 第四章 气体的热力过程1 定容过程、定压过程、定温过程 （包括过程方程；在压容图、温熵图上的表示；膨胀功、技术功和热量的计算）2 绝热过程pvk=常数理想气体 绝热指数 单原子气体 双原子气体 多原子气体3 多变过程pvn=常数 n多变指数 P69 P73 4 多变过程的膨胀功和技术功P72P73膨胀功技术功记住并会运用P74表4-1的公式进行计算。 例4-1，4-2，4-45 单级活塞式压气机耗功P76P77压气机所耗功率p1=N/m2 V1压气机进气风量 m3/min当V1的单位为m3/h时 6 多级压缩P78P81各级

8、压力比相等时压气机所耗的功最少 Z级压气机各级压力比2级压气机的压力比总耗功率 的单位为m3/h3级压气机压力比总耗功率 的单位为m3/h例4-5 第五章 热力学第二定律1 理解几种表述方法P912 卡诺循环的热效率P92 T1高温热源的温度 K；T2低温热源的温度 K 几条重要结论3 卡诺定理P93例5-1 5-2 第六章 气体与蒸汽的流动1 连续性方程P108 =常数 或=常数2 绝热滞止过程的定义P109P110 对于理想气体 3 当地声速的概念 符号 c P1104 马赫数 符号 Ma P110P111 Ma<1 喷管应制成渐缩形喷管Ma>1 喷管应制成渐扩形喷管Ma=1

9、气体的流速等于当地声速 在喷管中，当流速不断增加时，声速是不断下降的。5 临界速度、临界压力、临界温度的概念P1066 掌握气体在喷管中绝热流动时任一截面上的流速计算公式 注意：上述各式中的焓的单位是 J/kg7 临界压力比 P113 设 制成渐缩喷管， 制成缩放喷管8 对于在收缩喷管内作可逆等熵流动的气体而言P114当时，只能达到；即当时，只能达到；即对于缩放喷管，可以达到；即第七章 循环1 压燃式内燃机的热力循环（混合加热理想循环） P122 绝热（定熵）压缩-定容加热（燃烧）-定压加热（燃烧）-绝热（定熵）膨胀-定容放热 热效率公式推导方法及过程要掌握，但公式不要求记忆2. 定压加热理想

10、循环P124绝热（定熵）压缩-定压加热（燃烧）-绝热（定熵）膨胀-定容放热 热效率公式推导方法及过程要掌握，但公式不要求记忆 例7-13点燃式内燃机的热力循环（定容加热理想循环）P124 绝热（定熵）压缩-定容加热（燃烧）-绝热（定熵）膨胀-定容放热 热效率4 燃气轮机装置循环P129 绝热（定熵）压缩-定压加热（燃烧）-绝热（定熵）膨胀-定压放热 热效率 5 朗肯循环P133 定压加热-绝热（定熵）膨胀-定压放热-绝热（定熵）压缩 热效率 汽耗率 例 7-3工程流体力学第一章 绪论1 掌握描述流体物理性质的几个物理量，包括名称、符号、单位及计算公式（P2P8） a. 密度 符号 单位 kg/

11、m3 m流体的质量 kg V流体的体积 m3b. 重度 符号 单位 N/m3 G流体的质量 N， V流体的体积 m3流体的密度和重度的关系c. 比体积 符号 v （略，详见热工基础）d. 动力粘性系数 符号 单位Pa·s (N·s/m2)牛顿内摩擦定律F内摩擦力，单位N A流体层的接触面积m2单位面积上的内摩擦力或切应力 N/m2du/dy速度梯度，即速度在垂直于该速度方向上的变化率 s-1符合牛顿内摩擦定律的流体称为牛顿流体。多数分子结构简单的液体（如水、酒、汽油等）和一般气体都是牛顿流体牛顿内摩擦定律只能应用于流体作层状运动的情况，即所谓层流运动。例1e. 运动粘性系数

12、 符号 单位 m2/sf. 体积压缩系数 符号 p 单位 m2/N(1) 体积的变化率 dp压力增量 N/m2或E0体积弹性模量 单位 N/m2 体积弹性模量越大的流体越难压缩。 例2 *g. 体积膨胀系数 符号 t 单位 1/K dT液体温度的增量K对于理想气体： T气体的绝对温度K例1, 例2 第二章 流体静力学1 流体静力学的两个重要特性：（1） 流体静压强的方向必然重合于受力面的内法线方向。（2） 作用于同一点上各方向的静压强大小相等（P15P16）2 在平衡流体中，压强相等的各点所组成的面称为等压面P183 静止液体的压强计算P20公式 式中z0-z表示液体质点在自由表面以下的深度，

13、若用h表示，上式可写成 p0自由表面压强 N/m24 静止液体中等压面必为水平面在任意形式的连通器内，对于质量力只有重力的同一种连续介质，深度相等的点，其压强必然相等。P215 液体静力学基本方程形式及其几何意义P20、P22P23 6 测压仪器的分类（P25P28）（1） 按所测压强高于或低于大气压强分类，前者称为压强计，后者称为真空计（2） 按作用原理来分有液体压力计、金属压力表和电测式压力计三大类a 测压管 b. 微压计 c. U形测压管 d. 多支U形管测压计（一般性了解） e. 差压计7 静止液体作用在平壁上的总压力（P29P33）其大小计算式hc为受压面积的形心C在自由液面以下的深

14、度作用点Jc为受压面积对形心轴（即通过形心C点且平行于OX轴）的惯性矩。即总压力P的作用点D一般在受压形心C之下。8 静止液体作用在曲面壁上的总压力（P33P36）考试时不要求例1, 例2 第三章 流体动力学及工程应用1 流体的运动形式可分为定常流动和非定常流动P502 总流的连续性方程 P57对不可压缩流体 即 Q1、Q2分别为流体流过过水断面A1和A2时的体积流量。单位 m3/sv1、v2流体流过过水断面A1和A2时的平均流速。 单位 m/sA1、A2过水断面A1和A2的面积。单位 m3其物理意义：不可压缩流体做定常流动时，总流的体积流量保持不变；各过水断面平均流速与过水断面面积成反比，即

15、过水断面面积越大，流速越小；而过水断面面积越小，流速越大。3 理想流体伯努利方程式及其几何意义 4 实际流体伯努利方程式及其几何意义（P73P78） 限制条件：（1） 流体为不可压缩的实际流体（2） 流体的运动为定常流动（3） 流体所受的质量力只有重力（4） 所选取的两过水断面必须处在缓变流段中（5） 总流的流量沿程不变，即在两过水断面间无流量的分出和汇入（6） 两过水断面间除了水头损失外，总流没有能量的输入和输出 当在两个过水断面之间通过泵、风机或水轮机等流体机械，有机械能的输入或输出时， 伯努利方程为 E表示输入或输出的能量，使用泵或风机对系统输入能量时，E为正；使用水轮机，由系统输出能量

16、时，E为负。（一般性了解）例1（画水头线一般性了解）、例2、例3，认真仔细的看5 伯努利方程式的工程应用毕托管、文丘里流量计（P78P83）例1, 例2，例3，例4，例5 第四章 粘性流体流动阻力计算1 水力半径的概念P100 A过水断面的面积 单位m3；X湿周 单位m2 流体运动与流动阻力的两种形式P101（1） 均匀流动和沿程阻力损失（2） 不均匀流动和局部阻力损失3 雷诺数 实际工程中圆管内流体流动的临界雷诺数=2000Re<2000为层流 Re>2000为紊流当流体的过水断面为非圆形时，如果用水力半径R作为特征长度，其临界雷诺数为如果用当量直径de作为特征尺寸时，其临界雷诺

17、数为例1、 例2 （仔细看）4 沿程阻力损失的计算，流体在圆管内流动 沿程阻力系数层流时 l管子长度 单位m ；d管内径 单位m；v平均流速 单位m/s紊流时，根据Re，相对粗糙度/d从P119的莫迪图可查得或选用相应的经验或半经验公式进行计算后求得（P117P118）例4、例5、例6及相应的作业题5 非圆形截面均匀紊流的阻力计算（P121P123）用当量直径替代圆管内径， 即 6 局部阻力损失的计算公式 局部阻力系数要学会从各种表中查局部阻力系数并用上式计算局部阻力损失圆管突然扩大处的局部损失 或 也可用 例1, 例2，例3, 例4, 例5, 例6, 例7, 例8例9传热学第八章 导热1 传

18、热现象的三种基本传热方式P148导热、热对流、热辐射2 导热系数 P153符号 单位 W/(m·K)（1） 金属材料的导热系数比非金属高，纯金属的导热系数比合金高，银的导热系数最高。通常，气体的导热系数最小。各种材料的导热系数随温度而变化，纯金属及液体（除水和甘油外）的导热系数一般随温度升高而下降，气体和保温与建筑材料的导热系数随温度升高而增大。一般非金属的导热系数随温度的升高而增大（2）3 通过平壁的稳态导热P154 通过截面积A的热流量 单位W 壁厚 单位mq热流密度 单位W/m2多层平壁（3层）4 通过圆筒壁稳态导热（P155P158） 单层 n层 例8-1、例8-2 、例8-

19、3 第九章 对流传热1 牛顿冷却定律P168 对流传热换热量 单位W tw壁温 A换热表面积 单位m2 tf流体温度 h表面传热系数 单位 W/(m2·K)2 几个准则数（1） 雷诺数 P170（2） 普朗特数 P171（此公式不一定要硬记） 热扩散率 单位（m2/s）（3） 努塞尔数 P174d定型尺寸，当流体在管内作受迫流动时，定型尺寸取管内径（圆管）定型尺寸取当量直径de=4R （非圆形截面）（4）格拉晓夫数 P174 3 当流体在管内作受迫流动时，定性温度用流体进出口温度的算术平均值 P1644 自然对流放热，用热边界层的平均温度 为定性温度P1655 学会选用各准则式（特征数关联式） 特征尺寸（格拉晓夫数中的）竖壁、竖圆柱取高度，横圆柱取外径，对于横平板，如为正方形取边长，长方形，取两边边长的平均值，如为