热工与流体力学基础第二版知识点
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一、名词解释1.流体:是液体和气体的总称(可以承受一定压力,几乎不能承受拉力)。
2.绝对压强:以绝对真空为零点起算的压强。
3.流线:表示某一瞬时流体各质点运动趋势的曲线,曲线上任一点的切线方向与该点的流速方向重合。
(对欧拉法的描绘)4.迹线:某一质点在某一时段内的运动轨迹。
(对拉格朗日法的描绘)5.自由出流:容器中的液体自孔口出流到大气中,称为孔口自由出流6.淹没出流:容器中的液体经孔口流入另一个充满液体的空间,称为孔口淹没出流7.质量力:质量力是作用在流体的每个质点上的力。
8.等压面:同种,静止,连续的液体的水平面为等压面。
9.恒定流:各空间点上的运动要素(速度、压强、密度等)皆不随时间变化的流动10.非恒定流:各空间点上的运动要素(速度、压强、密度等) 存在一个或一个以上随时间变化的流动11.压缩性:流体受压,体积缩小,密度增大的性质12.热胀性:流体受热,体积膨胀,密度减小的性质13.粘滞性:流体内部质点间或流层间因相对运动而产生内摩擦力以反抗相对运动的性质,此内摩擦力称为流体的粘滞力.(流体微团发生相对运动时所产生的抵抗变形、阻碍流动的性质。
温度是影响粘度的主要因素。
当温度升高时,液体的粘度减小,气体的粘度增加。
)14.理想流体:没有粘性的流体。
15.过流断面:流束上与流线正交的横断面称为过流断面。
16.相对粗糙度:是专指管壁粗糙凸起高度(绝对粗糙度)Δ与管内径d的比值17.密度:单位体积流体所具有的质量。
18.有旋流动:流场中流体微团的旋转角速度不完全为零19.牛顿流体:符合牛顿内摩擦定律的流体20.非牛顿流体:不符合牛顿内摩擦定律的流体21.临界雷诺数:转变点处的雷诺数。
22.层流:液体质点在流动时互不掺混而分层有序的流动23.紊流:流速增大,流层逐渐不稳定,质点互相掺混,流体质点运动轨迹极不规则的流动24.有势流动:流场中流体微团旋转角速度为零25.粘(滞)性:流体内部质点间或流层间因相对运动而产生内摩擦力以反抗相对运动的性质,此内摩擦力称为流体的粘滞力.(流体微团发生相对运动时所产生的抵抗变形、阻碍流动的性质。
第二章思考题绝热刚性容器,中间用隔板分为两部分,左边盛有空气,右边为真空,抽掉隔板,空气将充满整个容器。
问:⑴空气的热力学能如何变化?⑵空气是否作出了功?⑶能否在坐标图上表示此过程?为什么?答:(1 )空气向真空的绝热自由膨胀过程的热力学能不变。
(2)空气对外不做功。
(3)不能在坐标图上表示此过程,因为不是准静态过程。
2.下列说法是否正确?⑴气体膨胀时一定对外作功。
错,比如气体向真空中的绝热自由膨胀,对外不作功。
⑵气体被压缩时一定消耗外功。
对,因为根据热力学第二定律,气体是不可能自压缩的,要想压缩体积,必须借助于外功。
⑶气体膨胀时必须对其加热。
错,比如气体向真空中的绝热自由膨胀,不用对其加热。
⑷气体边膨胀边放热是可能的。
对,比如多变过程,当n大于k时,可以实现边膨胀边放热。
⑸气体边被压缩边吸入热量是不可能的。
错,比如多变过程,当n大于k时,可以实现边压缩边吸热。
⑹对工质加热,其温度反而降低,这种情况不可能。
错,比如多变过程,当n大于1,小于k时,可实现对工质加热,其温度反而降低。
4. “任何没有体积变化的过程就一定不对外作功”的说法是否正确?答:不正确,因为外功的含义很广,比如电磁功、表面张力功等等,如果只考虑体积功的话,那么没有体积变化的过程就一定不对外作功。
5. 试比较图2-6所示的过程1-2与过程1-a-2中下列各量的大小:⑴ W i2与W la2;(2) U12与U 1a2;⑶图2-6思考题4附图Q12 与Q1a2答:(1 )Wg2大。
(2)一样大。
( 3) Q1a2 大。
6. 说明下列各式的应用条件:⑴ q u w闭口系的一切过程⑵q u pdv闭口系统的准静态过程⑶q u (p2v2 p1v1)开口系统的稳定流动过程,并且轴功为零⑷q u p(v2 v1)开口系统的稳定定压流动过程,并且轴功为零;或者闭口系统的定压过程。
7. 膨胀功、轴功、技术功、流动功之间有何区别与联系?流动功的大小与过程特性有无关系?答:膨胀功是系统由于体积变化对外所作的功;轴功是指工质流经热力设备开口系统) 时,热力设备与外界交换的机械功,由于这个机械功通常是通过转动的轴输入、输出,所以工程上习惯成为轴功;而技术功不仅包括轴功,还包括工质在流动过程中机械能宏观动能和势能)的变化;流动功又称为推进功,1kg 工质的流动功等于其压力和比容的乘积,它是工质在流动中向前方传递的功,只有在工质的流动过程中才出现。
流体力学II(Viscous Fluid and Gas Dynamics)讲义第一章、粘性不可压缩流体运动基本方程组(学时数:6)1-1.绪论流体力学是力学的一个重要分支,主要研究流体介质(液体、气体、等离子体)的特性、状态,在各种力的作用下发生的对流、扩散、旋涡、波动现象和质量、动量、能量传输,以及同化学、生物等其他运动形式之间的相互作用。
它既是一门经典学科,又是一门现代学科,对自然科学和工程技术具有先导作用。
历史上,力学包括流体力学,曾经经历基于直观实践经验的古代力学、基于严密数学理论的经典力学、基于物理洞察能力的近代力学三个阶段。
在人类早期的生产活动过程中,力学即与数学、天文学一起发展。
17世纪,Newton基于前人的天文观测和力学实验,发明了微积分,并总结出机械运动三大定律和万有引力定律,发表了著名的《自然哲学的数学原理》一书。
由于原理是普适自然与工程领域的规律,从而使力学成为自然科学的先导。
从17世纪开始,人们逐步建立了流体力学的基本理论体系,从Pascal定律、Newton粘性定律、Pitot 管测速,到Euler方程和Bernoulli方程,标志着流体动力学正式成为力学的一个分支学科。
18世纪,人们着重发展无粘流体的位势理论。
到了19世纪,为了解决工程实际问题,开始注重粘性的影响,Navier-Stokes方程的建立为流体力学的进一步发展奠定了完整的理论基础,但该方程解的存在性与光滑性的证明至今仍是一大难题。
20世纪初,Prandtl凭借出色的物理洞察能力,提出边界层理论,从而开创了流体力学的近代发展阶段,使力学成为人类实现“飞天”梦想的重要理论先导。
60年代以来,由于超级计算机、先进测试技术的发展和应用,力学进一步凸显宏微观结合和学科交叉的特征,进入现代力学发展新阶段。
刚刚过去的2011年,人类遭遇了一系列极端事件:日本海底地震导致海啸和福岛核电站泄露事故;澳大利亚飓风;我国干旱洪水灾害等异常气候问题。
热工与流体力学基础第二版知识点热工与流体力学是工程中的重要学科,涉及热力学、传热学和流体力学等内容。
下面将介绍《热工与流体力学基础第二版》中一些重要的知识点。
第一章:热力学基础本章介绍了热力学的基本概念和基本定律。
热力学是研究热和功之间相互转化关系的学科。
其中包括热力学系统、状态方程、热力学过程等内容。
第二章:气体的热力学性质本章主要介绍了理想气体和真实气体的性质。
理想气体的状态方程为PV=RT,其中P为气体压强,V为气体体积,R为气体常数,T为气体温度。
真实气体的性质受到压力、温度和物质的影响。
第三章:热力学第一定律热力学第一定律是能量守恒定律,它表明能量可以从一种形式转化为另一种形式,但总能量保持不变。
热力学第一定律还可以用来分析各种热力学过程中的能量转化和能量平衡。
第四章:理想气体的热力学过程本章介绍了理想气体在不同热力学过程中的性质和特点。
其中包括等温过程、等容过程、等压过程和绝热过程。
这些过程在工程中具有重要的应用价值。
第五章:气体混合与湿空气本章介绍了气体混合和湿空气的热力学性质。
气体混合是指两种或多种气体按一定的比例混合在一起的过程。
湿空气是指空气中含有一定的水蒸气。
湿空气的热力学性质对于气候和环境工程有着重要的影响。
第六章:热力学第二定律热力学第二定律是热力学的基本定律之一,它规定了一个孤立系统的熵永远不会减少。
熵是一个表示系统无序程度的物理量,它可以用来描述热力学过程的方向性。
第七章:传热学基础传热学是研究热量从一个物体传递到另一个物体的学科。
本章介绍了传热的基本概念和热传导、对流传热、辐射传热的基本原理。
第八章:传热过程与换热器本章介绍了传热过程和换热器的基本原理和应用。
传热过程包括散热、传热和吸热。
换热器是一种用于实现热能转移的设备,广泛应用于工业生产和能源利用。
第九章:流体力学基础流体力学是研究流体运动规律的学科。
本章介绍了流体的基本性质和运动方程。
流体的性质包括密度、压力、粘度和表面张力等。
热工与流体力学基础第二版知识点
《热工与流体力学基础》第二版是一本涵盖热工学和流体力学基础知
识的教材。
下面是该教材的主要知识点总结。
第一章:热力学基础
1.热力学基本概念:系统、过程、状态、平衡等。
2.热力学第一定律:能量守恒原理,包括内能、功和热量的转化。
3.理想气体的状态方程和理想气体的内能、焓、比热容等基本性质。
4.热力学第二定律:热量无法自流体温度较低的物体传递到温度较高
的物体,熵增原理。
5.热力学过程:等温过程、绝热过程、等焓过程、等熵过程等。
第二章:热力学第二定律
1.热力学第二定律的表述:克劳修斯表述、开尔文表述、普朗克表述等。
2.热力学可逆性:可逆过程和不可逆过程的区别。
3.温度原理:第二定律的另一个表述。
4.卡诺循环:理想热机的最高效率,热量机和制冷机的理论效率等。
5.热力学状态函数:焓、熵等。
第三章:气体物性
1.理想气体状态方程:理想气体的状态方程、气体的通用状态方程等。
2.实际气体的物性:气体的压缩因子、物态方程等。
3.混合气体:混合气体的压力、物态方程等。
4.湿空气的物性:湿空气的物态方程,空气的相对湿度等。
第四章:热力学循环
1.热力学循环的基本概念:容器、工质、制冷剂等。
2.理想循环:卡诺循环、斯特林循环、布雷顿循环等。
3. 实际循环:由理想循环引出的实际循环,如Otto循环、Diesel 循环等。
4.循环效率:循环效率的计算和提高方法等。
第五章:流体力学基础
1.流体力学的基本概念:流体、运动、静压力、动压力等。
2.流体的物理性质:密度、体积模量、表面张力等。
3. 流体静力学:流体的静力学平衡方程、静压力、Pascal定律等。
4.流体流动的描述:速度场、流线、流管、速度势等。
第六章:定常流动
1.流体的连续性方程:质量守恒定律。
2.流体的动量方程:动量守恒定律,流体的动力学压强等。
3. 流体的能量方程:能量守恒定律,Bernoulli方程等。
4.流动的稳定性:雷诺数、层流和湍流等。
第七章:定常不可压缩流动
1.纳维-斯托克斯方程:表示定常不可压缩流动的方程。
2.理想流体和黏性流体的运动学性质:速度场和流线的性质。
3.理想流体和黏性流体的动力学性质:雷诺数、渐进逼近法等。
4.分析解和数值解:求解定常不可压缩流动的方法。
第八章:定常可压缩流动
1.定常可压缩流动的基本概念:亚音速流动和超音速流动等。
2.亚音速流动方程组:连续性方程、动量方程、能量方程等。
3.绝热流动:绝热流动的基本方程、马赫数等。
4.气流的扩张和收缩:大试验、小试验、前面突然变窄等。
本教材通过以上知识点的介绍,全面而深入地讲解了热工学和流体力学的基本概念、定律和原理,为读者打下了良好的基础,提供了解决工程问题的理论依据。
同时,书中也介绍了一些实际应用,并提供了相关的计算方法和例题,有助于读者在实践中运用所学知识。