传递过程原理第三章PPT

2、爬流的定义和特点。 3、流函数的定义式。 4、势函数的定义式，势函数存在的判据。 5、掌握本章例题和作业题。 6、欧拉方程的表示方法及应用范围。
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第四章 边界层理论基础
1、了解普兰德边界层学说。 2、速度边界层及其厚度的定义。 3、曳力系数的定义式。 4、范宁摩擦系数的定义式。 5、掌握普兰德边界层方程的推导。 6、掌握边界层积分动量方程的推导。 7、掌握本章的例题和习题。
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第五章 湍流
1、湍流的特点。 2、雷诺应力定义式。 3、了解雷诺方程的推导。 4、了解普兰德动量传递理论（雷诺方程）。 5、涡流粘度的定义式。 6、普兰德混合长的物理意义。 7、掌握本章的所有例题和习题。
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第六章 热量传递概论与能量方程
1、描述热量传递的三种方式、物理定律 和表达式。
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第二章 连续性方程和运动方程
1、什么是欧拉研究方法？ 2、什么是拉格朗日研究方法？ 3、随体导数、全导数的表达式，
描述随体导数、全导数和偏导数物理意义。 4、熟悉连续性方程、运动方程的推导。 5、掌握不可压缩流体的连续性方程、运动方
程表达式。
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第三章 运动方程的应用
1、掌握不可压缩流体的平壁间稳态层流的推导。
2、掌握能量方程的推导。
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第七章 热传导
1、描述固体导热的泊松方程、傅里叶第二 定律、拉普拉斯 方程的表达式和应用
2、什么是集总热容法？ 3、Bi准数的定义式及物理意义。 4、Fo准数的定义式。 5、掌握本章的例题和习题。
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第八章 对流传热

质量通量＝
－（质量扩散系数）×（质量浓度梯度）
kg m2
s
[m 2
/
s]
kg / m3
m
jA
DAB
dA dy
(1 3)
通过分析可以得出以下几条结论: ① 动量、热量与质量传递的通量，都等 于该量的扩散系数与该量浓度梯度乘积的 负值，故三类分子传递过程可用一个普遍 化的表达式来表达即：
J
e A
M
d A
dy
j At
jA
j
e A
1-4 普兰特数、施密特数和刘易斯数
实际中往往是二种或三种传递过程同时 存在，这时可以使用如下三个无因次数群 中的两个或三个来表达不同的传递过程之 间的关系。
它们是 ① 普兰特数（plandtl number）
Pr c p k
② 施密特数 (Schmidt number)
传递过程原理
序言 一、 动量、热量与质量传递导论 二、 总质量、总能量和总动量衡算 三~ 六、动量传递（粘性流体流动的微分方程、
运动方程的应用、边界层理论基础、湍流） 七~九、热量传递（热量传递概论与能量方程、
热传导、对流传热） 十~十二、 质量传递（质量传递概论与传质微分
方程、分子扩散、对流传质、相间传质）
第一章 动量、热量与质量传递导论
平衡态：物系的强度性质；如温度、浓度 等物理量不存在梯度
热平衡：指物系内各个点的温度均匀一致 不平衡态：物系内具有强度性质的物理量
不均匀时，物系就会发生变化， 它要朝着平衡态方向转变。
传递过程：处于不平衡态的物系内，物理 量向平衡方向转移的过程。
一般为质量、能量、动量和电量等。 质量传递：高浓度区→→ 低浓度区 能量传递：高温区→→ 低温区 动量传递：垂直于流动方向上，

2 2 2 ux ux ux ux ux ux ux 1 p ux uy uz X ( 2 2 2 ) x y z x x y z
ux
u y x
uy
u y y
uz
u y z

u y
Y
1 p
三、平均流速与流动压降
压降：
Δp f p Δp 3μub 2 L x L y0
范宁摩擦因子（推导过程？）：
τs 12 μ 12 f 2 ρub / 2 y0 ρub Re
(2 y0 ) ρub Re = μ
第三章 动量传递变化方程的解
3.1 两平壁间的稳态层流
3.2 圆管与套管环隙间的稳态层流
1 p 2 2 ux ( y y0 ) 2 μ x
抛物线形
当 y 0 时速度最大 1 p 2 umax y0 2 μ x
y 2 ux umax [1 ( ) ] y0
三、平均流速与流动压降
在流动方向上，取单位宽度的流通截面 A 2 y0 1, 则通过该截面的体积流率为 y0
二、套管环隙中的轴向稳态层流
套管环隙中层流的变化方程与圆管相同，即
1 d duz r r dr dr 1 dpd 常数 μ dz
B.C. 为 (I)
r r1 , uz 0
du z , 0 dr
(II) r r2 , uz 0
(III) r rmax , u z umax
一、圆管中的轴向稳态层流
二、套管环隙中的轴向稳态层流
三、旋转黏度计的测量原理
一、圆管中的轴向稳态层流
流体在圆管中的流动问题许多工程科学中遇到。 设：不可压缩流体在 水平圆管中作稳态层流 流动，所考察的部位远 离管道进、出口，流动 为沿轴向的一维流动。 r

1
hh A kA hc A
第二章 有限控制体分析—守恒原理
确定对象及范围：控制面 控制体
特 征 量 特 征 量 特 征 量 特 征 量 变 化 速 输率 入 速 输率 出 速 生率 成 速 率
2.1 质量守恒
流体在管道内流动 进：W1=ρ1 U1 A1 出：W2=ρ2 U2 A2
累积： d M dt
课后思考
7.缓释化肥和缓释农药有何优点。如何控制其缓释 速率。
1.3 类似现象
费克分子扩散定律
jAy

DAB
dA
dy
dT 傅立叶导热定律 q x k dx
牛顿粘性定律

yx


dux dy
jAy

DAB
dA
dy
kg m 2 s
m 2 /s
kg m 3
质量通量 扩散系数 质量浓度


m
q J2 y s k d d T y C k Pdd C y P T ma 2 /sd d C y P T m J
3

热量通量
导温系数 热量浓度
y x d d u y x d d y u x d d y u x
流体层相对运动产生了内摩擦力τ ，宏观表现 为流体的“粘性”。
牛顿粘性定律

yx


dux dy
τ y x ：剪切应力 [ N/m2 ]
μ ：粘度 [ N·s / m 2 ]
du x dy
：ux 在 y 方向上的梯度
m s m
问题探讨 剪切应力（τ ）与动量（mu）之间有何联系？
dux C1 dy