边界层复习资料
环境工程原理复习解析
汽缚现象：泵内未充满液体，气体密度低，产生离心力小，在叶轮中心形成的低压不足以将液体吸上。
说明：离心泵无自吸能力，启动前必须将泵体内充满液体。
汽蚀：流动着的流体由于局部压力的降低产生气泡的现象。
泵发生汽蚀，在汽蚀部位会引起机件的侵蚀，进一步发展则将造成扬程下降，产生振动噪声。
反应操作：利用化学或生物反应进行工业生产或污染物处理时，需要通过反应条件等的控制，使反应向有利的方向进行。
为达到这种目的而采取的一系列工程措施通称为反应操作。
A．边界层的概念：普兰德边界层理论要点：（1）当实际流体沿固体壁面流动时，紧贴壁面处存在非常薄的一层区域——边界层；（2）在边界层内，流体的流速很小，但速度梯度很大；（3）在边界层内，黏性力可以达到很高的数值，它所起的作用与惯性力同等重要，在边界层内不能全部忽略粘性；（4）在边界层外的整个流动区域，可将黏性力全部忽略，近似看成是理想流体的流动。
（5）流动分为两个区域B. 绕平板流动的边界层的形成C. 边界层内的流动状态：边界层的流动状态对于流动阻力和传热、传质阻力具有重要影响x c ：临界距离，与壁面粗糙度、平板前缘的形状、流体性质和流速有关，壁面越粗糙，前缘越钝，x c越短边界层流态的判别：临界雷诺数Re xc =ρx c u0/μ对于平板，临界雷诺数的范围为3×105～2×106，通常情况下取5×105D.边界层厚度：流体速度达到来流速度99％时的流体层厚度。
对于层流边界层：Δ=4.641x/Re x1/2对于湍流边界层：Δ=0.376x/Re x1/5Re x为以坐标x为特征长度的雷诺数，称为当地雷诺数。
Re x =ρxu0/μ边界层的厚度的影响因素：（1）流体的物性（ρ，μ等）（2）流道几何尺寸——距离前端的位置（3）流速在边界层内，黏性力和惯性力的数量级相当；流动边界层内特别是层流底层内，集中了绝大部分的传递阻力。
因此，尽管边界层厚度很小，但对于研究流体的流动阻力、传热速率和传质速率有着非常重要的意义。
环境工程原理复习资料
环境工程原理复习资料第i篇环境工程原理基础第一节普通物理量（1）什么是换算因数？英尺和米的换算因数是多少？（2）什么是量纲和无量纲标准？单位和尺寸之间有什么区别？（3）质量比和分数有什么区别？给出了质量比的应用实例。
（4）大气污染控制工程中经常用体积分数表示污染物的浓度，试说明该单位的优点，并阐述与质量浓度的关系。
（5）平均速度的涵义是什么？用管道输送水和空气时，较为经济的流速范围为多少？第二节质量衡算（1）质量会计的三个要素是什么？（2）简述了稳态系统和非稳态系统的特点。
（3）质量衡算的基本关系是什么？（4）以所有成分为对象时，质量平衡方程的特点是什么？（5）对存在一级反应过程的系统进行质量衡算时，物质的转化速率如何表示？第三节能量衡算（1）物质的总能量成分是什么？系统中能量的变化与环境之间的关系是什么？（2）什么是封闭系统和开放系统？（3）简述了热平衡方程的含义。
（4）对于不对外做功的封闭系统，其内部能量的变化如何表现？（5）对于不对外做功的开放系统，系统能量变化率可如何表示？第一节管道系统平衡方程（1）用圆管道输送水，流量增加1倍，若流速不变或管径不变，则管径或流速如何变化？（2）当布水孔板的开孔率为30％时，流过布水孔的流速增加多少？（3）扩展的伯努利方程显示了管道中各种机械能变化与外部能量之间的关系。
简要描述了这种关系，并解释了方程的适用条件。
（4）在管流系统中，机械能的损耗转变为什么形式的能量？其宏观的表现形式是什么？（5）对于实际流体，流动过程中若无外功加入，则流体将向哪个方向流动？（6）如何确定流体输送管路系统所需要的输送机械的功率？（7）简要描述了层流和湍流的流型特征。
（8）什么是“内摩擦力”？简述不同流态流体中“内摩擦力”的产生机理。
（9）流体流动时产生阻力的根本原因是什么？（10）在什么情况下，牛顿粘度定律可以用来计算剪切应力？什么是牛顿流体？（11）简述了温度和压力对液体和气体粘度的影响。
建立边界层动量积分方程复习课程
控制体积abcd
udmx
y dmx b
Px px
Mx mx
a
pd x
c
PxdP x
Mx dMx
mxdmx
d
x
dx
wdx
mx xudy Mxxu2dy
0
0
dp ud u
(2) 分析控制体界面上的质量流量、动量流量及受力情况
(3) 建立边界层动量积分方程:
dMxF合力
经过推导 d u d 2 x 1 0 U 1 U d Y d d u u x 1 0 1 U d Y w
数量级分析简化后的微分方程组为： u v 0 x y
uuvu1p2u x y x y2
uva2
x y y2
外掠平板层流边界层微分方程精确解 由量级分析得到的微分方程组，可求出速度场，温度场及局
部表面传热系数：
x
5.0Rex1/2
x
Cf ,x 2
0.33R2 ex1/
2
t Pr 1/3
t x
Cf,x 2
uw 2 0.32R3ex1/2
4.2 边界层能量积分方程
cptf dmx
y
d mx
c
b
t Ex mx
a
Ex dEx
ttw
mx dmx
dx
d
x
qwdx
t
mt ,x udy
0
(1) 分析控制体的热平衡
t
Ex cptudy
3.1 流动边界层
边界层厚度: 0. 99 u 处离壁的距离
u y
0.99u
u
x
流场划分： 主流区与边界层区；层流、过度流与紊流(利用临界距离
第七章 边界层及其基本计算
人们常采用近似解法，其中应用的较为广泛的是边界层动量积 分方程解法。
海南大学机电学院工程流体Biblioteka 学7.3 边界层的动量积分方程
二、边界层动量积分方程的推导
ve
➢ 粘性不可压流体绕物体定常二维流动；
➢ 取微元ABCDA，对其x方向的动量变化及 受力情况分析。
海南大学 第七章 粘性流体绕物体的流动
主编：孙文策 教师：马庆芬
第六章 粘性流体管内流动
1 边界层概念 2 层流边界层微分方程 3 边界层动量积分方程 4 平板层流边界层的计算 5 圆管内流动的边界层 6 边界层分离与卡门涡街
7 绕流阻力与阻力系数
海南大学机电学院
工程流体力学
7.1 边界层概念
一、边界层定义
工程流体力学
第六章 粘性流体管内流动
1 边界层概念 2 层流边界层微分方程 3 边界层动量积分方程 4 平板层流边界层的计算 5 圆管内流动的边界层 6 边界层分离与卡门涡街
7 绕流阻力与阻力系数
海南大学机电学院
工程流体力学
7.7 绕流阻力与阻力系数
一、绕流阻力的组成
绕流阻力
摩擦阻力
流体作用在物体表面上的切应力引起。
7.1 边界层概念
二、边界层的基本特征
与物体的特征长度相比，边界层的厚度很小, x
边界层内沿厚度方向，存在很大的速度梯度。 边界层厚度沿流体流动方向是增加的。 由于边界层很薄，可以近似认为边界层中各截面上的压强等于
同一截面上边界层外边界上的压强值。
在边界层内，黏性力与惯性力同一数量级。 边界层内的流态，也有层流和紊流两种流态。
7 绕流阻力与阻力系数
边界层理论知识点总结
边界层理论知识点总结边界层是指在地表和自由大气之间存在着较为复杂的物理、化学、动力和能量过程的气体层，其厚度一般在几十米到几百米之间。
边界层的存在对于大气环流、气候、水循环等方面都有着重要的影响。
边界层理论是研究边界层的物理过程和结构的学科，在气象学、地理学、环境科学等领域都有着重要的应用。
边界层的结构边界层的结构是指边界层内部的物理特征和过程。
一般来说，边界层的结构可以分为水平结构和垂直结构两个方面。
水平结构在地表上，由于地形的不同，边界层的结构也会有所不同。
在平坦地区，边界层结构比较简单，可以分为地表边界层和大气边界层两部分。
地表边界层是指在地表之上0-1000米内的边界层，大气边界层是指在地表之上1000米以上的边界层。
在山地或者海洋等地形复杂的地区，边界层的结构也会有所不同，有时候边界层内部会出现多层结构。
垂直结构边界层内部的垂直结构一般可以分为三层。
地表边界层（0-100米）是指最近地表的一层，其内部的风速和风向受到地表粗糙度影响较大。
中层边界层（100-1000米）是指地表上方100-1000米的一层，其内部的风速和风向受到大气稳定度影响较大。
大气边界层（1000米以上）是指在1000米以上的一层，其内部的风速和风向受到大气环流影响较大。
边界层的动力过程边界层的动力过程是指边界层内部的气体动力学过程，主要包括湍流、辐射、湍流输送、地转偏向、辐散、螺旋上升等过程。
湍流湍流是边界层内部流体的一种不规则运动状态，其特点是速度、密度和压力都不断发生变化，同时也存在着不规则的旋转运动。
湍流是边界层内部动能输送和质量输送的重要机制。
辐射辐射是指太阳光的热辐射在地表和大气中的传播和吸收过程。
在白天，地表吸收太阳光，导致地表温度升高，然后通过热传导和对流作用将热量传递给大气，形成边界层内部的热辐射。
在晚上，地表失去热量，导致地表温度下降，然后通过热传导和对流作用将热量传递给大气，形成边界层内部的冷辐射。
边界层重要知识点归纳
边边界界层层重重要要知知识识点点归归纳纳第第一一章章大气边界层的定义：大气的最低部分受下垫面（地面）影响的层次，或者说大气与下垫面相互作用的层次。
大气边界层的厚度差异很大，平均厚度为地面以上约1km 的范围，以湍流运动为主要特征。
还可细分为近地层（大气边界层下部约1/10的厚度内）和Ekman 层。
大气边界层的主要特征：（1）大气边界层的主要运动形态一般是湍流：不规则性和脉动性（2）大气边界层的日变化：气象要素的空间分布具有明显的日变化。
【大气边界层湍流：①机械湍流：风切变，机械运动；②热力湍流：辐射特性的差异；】大气边界层的分层：(1)粘性副层（微观层）(2)近地层（常通量层）(3)Ekman 层（上部摩擦层）【(1).粘性副层（微观层）：分子输送过程处于支配地位，分子切应力远大于湍流切应力。
(2).近地层（常通量层）：大气受地表动力和热力影响强烈，气象要素随高度变化激烈，运动尺度小，科氏力可略。
(3).Ekman 层（上部摩擦层）：在这一层里，湍流粘性力、科氏力和气压梯度力同等重要，需要考虑风随高度的切变。
】大气边界层厚度：边界层厚度的时空变化很大，空间范围从几百米到几千米。
海洋上：由于海水上层强烈混合使海面温度日变化很小。
陆地上，边界层具有轮廓分明、周日循环发展的结构。
大气边界层结构：（1）混合层： （2）残留层：日落前半小时，湍流在混合层中衰减形成的空气层，属中性层结。
（3）稳定边界层：夜间，与地面接触的残留层底部逐渐变为稳定边界层。
其特点为在静力稳定大气中有零散的湍流，虽然夜间近地面层风速常常减弱或静风，但高空200m 左右，风却由于低空急流或夜间急流能达到超地转风。
第二章湍流：流体运动杂乱而无规律性（运动具有脉动性），不同层次的流体质点发生激烈的混合现象，流体质点的运动轨迹杂乱无章，其对应的物理量随空间激烈变化。
雷诺数：——湍流判据，特征Re 数定义： =特征惯性力/特征粘性力；它表示了流体粘性在流动中的相对重要性：（1）Re 》1，粘性力相对小（可忽略），大Re 数流体，弱粘性流；（2）Re 《1，惯性力相对小（可忽略），小Re 数流体，强粘性流； ν/Re UL ≡（3）Re=1，二者同等重要，一般粘性流；湍流的基本特征：（1）随机性；（2）非线性；（3）扩散性；（4）涡旋性；（5）耗散性湍流的定量描述：湍流运动的极不规则性和不稳定性，并且每一点的物理量随时间、空间激烈变化，湍流的杂乱无章极随机性可以用概率论及数理统计的方法加以研究。
化工原理第一章总结复习讲稿
巴bar；流体柱高度（mmH2O，mmHg等）
1atm 1.033kgf / cm2 760mmHg 10.33mH 2O 1.0133 105 Pa 1.0133bar
1at 1kgf / cm2 735.6m 10mH 2O 0.9807bar 9.807 104 Pa
一：流体的物理性质
1：密度和比容 定义、 单位、 影响因素 、 计算
0
p T0 p0 T
M 0 22.4
混合液体的密度ρm
PM RT
1
m
xwA
1
xwB
2
xwn
n
混合气体的密度ρm
2013-11-2
m 1 x1 2 x2 ...... n xn
2013-11-2
第一部分： 流体静力学基本方程
* 本节主要内容
• 流体的密度和压强的概念、单位及换算等；在重力场中 的静止流体内部压强的变化规律及其工程应用。
• * 本节的重点
• 重点掌握流体静力学基本方程式的适用条件及工程应用 实例。 • * 本节的难点
2013-11-2
本节点无难点。
流体连续介质模型——质点
2013-11-2
•补例： 如图所示，用泵将水从贮槽送至敞口高位槽，两槽
液面均恒定不变，输送管路尺寸为83×3.5mm，泵的进出
口管道上分别安装有真空表和压力表，压力表安装位臵离贮 槽的水面高度H2为5m。当输水量为36m3/h时，进水管道全部 阻力损失为1.96J/kg，出水管道全部阻力损失为4.9J/kg， 压力表读数为2.452×105Pa，泵的 效率为70%，水的密度为 1000kg/m3，试求：（1）两槽液面 的高度差H为多少？（2）泵所需的
环境工程原理复习
汽缚现象：泵内未充满液体，气体密度低，产生离心力小，在叶轮中心形成的低压不足以将液体吸上。
说明：离心泵无自吸能力，启动前必须将泵体内充满液体。
汽蚀：流动着的流体由于局部压力的降低产生气泡的现象。
泵发生汽蚀，在汽蚀部位会引起机件的侵蚀，进一步发展则将造成扬程下降，产生振动噪声。
反应操作：利用化学或生物反应进行工业生产或污染物处理时，需要通过反应条件等的控制，使反应向有利的方向进行。
为达到这种目的而采取的一系列工程措施通称为反应操作。
A．边界层的概念：普兰德边界层理论要点：（1）当实际流体沿固体壁面流动时，紧贴壁面处存在非常薄的一层区域——边界层；（2）在边界层内，流体的流速很小，但速度梯度很大；（3）在边界层内，黏性力可以达到很高的数值，它所起的作用与惯性力同等重要，在边界层内不能全部忽略粘性；（4）在边界层外的整个流动区域，可将黏性力全部忽略，近似看成是理想流体的流动。
（5）流动分为两个区域B. 绕平板流动的边界层的形成C. 边界层内的流动状态：边界层的流动状态对于流动阻力和传热、传质阻力具有重要影响x c ：临界距离，与壁面粗糙度、平板前缘的形状、流体性质和流速有关，壁面越粗糙，前缘越钝，x c越短边界层流态的判别：临界雷诺数Re xc =ρx c u0/μ对于平板，临界雷诺数的范围为3×105～2×106，通常情况下取5×105D.边界层厚度：流体速度达到来流速度99％时的流体层厚度。
对于层流边界层：Δ=4.641x/Re x1/2对于湍流边界层：Δ=0.376x/Re x1/5Re x为以坐标x为特征长度的雷诺数，称为当地雷诺数。
Re x =ρxu0/μ边界层的厚度的影响因素：（1）流体的物性（ρ，μ等）（2）流道几何尺寸——距离前端的位置（3）流速在边界层内，黏性力和惯性力的数量级相当；流动边界层内特别是层流底层内，集中了绝大部分的传递阻力。
因此，尽管边界层厚度很小，但对于研究流体的流动阻力、传热速率和传质速率有着非常重要的意义。
边界层理论习题
FD
1 2
V2bxcC
L fxc
1 2
V2blCTfl
1 2
V2bxcC
T fxc
CTfl
0.455
lg Rex 2.58
1.9627103
FD 8.4514 3179.5038 24.1353 N 3163.82N
边界层理论
MF2Cd1750
解题步骤
解：
物体重量 G 45kN ，降落时，空气阻力为
FD
1 2
V2CD
题目4
若平板紊流边界层内的速度分布为 u /V y / ， 1/9
并有 0.185Re 0.2，式中， V 为来流速度， 为边界层厚度， 为沿程损失系数，
Re V / 。试推导边界层厚度的计算公式 。
解题步骤
解：
''
0
u V
Rexc 6106 。试求广告牌两侧面的气流边界层的阻力。
y
u(y)
o
l
h x
解题步骤
解：
本问题属于来流速度为的气流边界层，但来流速度 u(y)随y而变。
为简化起见，整个板面边界层视作混合边界层，这 样引起的误差很小，理由如下。
解题步骤
设在某高度处，其板末端正好是平面边界层转
捩点，我们求的值。
解题步骤
CT fxc
0.074
0.2
5.2621103
Re xc
CL fxc
1.328 Rexc
1.7907 103
FD
1 2
V2bl 1.5836103
《环境工程原理》复习资料整理总结
《环境工程原理》复习资料整理总结名词解释与填空题1.稳态反应：系统内衡算物质积累速率为02.离心沉降：利用混合物各组分质量不同，依靠离心力大小不同来实现颗粒物从混合物沉降分离3.静压能：要通过某截面的流体只有带着与所需功相当的能量时才能进入系统。
流体所具有的这种能量称为静压能或流动功。
4.层流低层：靠近壁面的薄层流体5.质量流量：单位时间内流过流动截面的流体质量6.在圆管中，雷诺数（Re<2000）为层流，（Re>4000）为湍流，（2000<Re<4000）有时层流，有时湍流。
7.重力去除时除尘效率，随着沉降时，常数的增加而（增加）（成正比）8.流量恒定时，增大管径，流速（降低）（u=qv/A）9.当吸收质在液相中的溶解度很小时,吸收靠液膜控制10.液膜：能将两种液体分隔开的液体，气膜：双膜理论：1.相互接触的气、液两相流体间存在着稳定的相界面，界面两侧分别有一层虚拟的气膜和液膜。
溶质分子以稳态的分子扩散连续通过这两层膜2.在相界面处，气、液两相在瞬间即可达到平衡，界面上没有传质阻力，溶质在界面上两相的组成存在平衡关系。
3.在层膜以外，气、液两相流体都充分湍流，不存在浓度梯度，组成均一，没有传质阻力。
传质阻力分析：总传质速率方程表明，传质速率与传质推动力成正比，与传质阻力成反比。
因此，对吸收操作来说，增加溶质的气相分压或者减少液相浓度，都可以增加传质推动力，从而提高传质速率。
当传质推动力一定时，则需要减少传质阻力来提高传质速率，因此有必要对传质阻力进行分析。
传质总阻力包括气膜阻力和液膜阻力两部分。
11.P35812.流体流动时，摩擦阻力与形体阻力产生的原因：摩擦阻力是指当流体沿固体流动时，在壁面附近形成速度分布，使得流体内部存在内摩擦力；内摩擦力做工而不断消耗流体的机械能，消耗的这部分机械能转化为热能，从而导致流体能量的损失。
形体阻力：流动阻力是指在运动过程中，边界物质施加于流体流动方向相反的一种作用力。
边界层重要知识点归纳
边界层重要知识点归纳边界层是流体力学中一个重要的概念，它指的是接触流体和固体表面的区域。
在这个区域中，流体速度的变化和剪切力的分布对流体运动和流体固体相互作用产生重要影响。
在本文中，我们将归纳边界层中的几个重要知识点。
1. 边界层的定义边界层是指在流体与固体表面接触的区域，其存在是由于粘性流体的特性所导致的。
在边界层中，速度渐变从流体的顶层一直到靠近固体表面，流体的剪切力也随之变化。
2. 边界层的分类边界层根据流体运动和固体表面之间的相对速度不同，可以分为层流边界层和湍流边界层两种情况。
在层流边界层中，流体运动平稳，速度梯度小；而在湍流边界层中，流体运动复杂，速度梯度大。
3. 边界层厚度边界层厚度是指从流体静止状态到达一定速度时，流体速度与固体表面的距离。
边界层厚度的大小取决于流体的黏度、速度和固体表面的几何形状。
一般来说，边界层厚度随流体速度增大而减小。
4. 边界层的影响边界层对流体和固体表面的相互作用产生重要影响。
在流体与固体表面接触的区域，由于剪切力的存在，流体速度相对固体表面会减小，这导致了物体表面的阻力。
此外，边界层还可以影响热传递和质量传递过程。
5. 边界层控制研究边界层的控制方法是流体力学中的一个重要课题。
通过改变流体的流动条件、固体表面的几何形状或涂覆特殊表面涂层等方法，可以控制和改善边界层的性质，从而降低流体阻力、提高热传递效率等。
6. 边界层在工程中的应用边界层在工程中有着广泛的应用。
例如在航空航天领域，研究飞机的边界层控制可以减小飞机的阻力，提高燃油效率；在建筑工程中，研究建筑物表面的边界层特性可以改善建筑物的抗风性能。
综上所述，边界层是流体力学中一个重要的概念，它对流体与固体表面的相互作用起着重要的调节作用。
边界层的厚度、分类、控制和应用都是我们在研究和应用边界层时需要关注的重要知识点。
通过深入学习和研究边界层的特性，可以帮助我们更好地理解和应用流体力学的原理。
流体力学期末复习资料
流体力学期末复习资料work Information Technology Company.2020YEAR1、流体运动粘度的国际单位为 m^2/s 。
2、流体流动中的机械能损失分为沿程损失和局部损失两大类。
3、当压力体与液体在曲面的同侧时，为实压力体。
4、静水压力的压力中心总是在受压平面形心的下方。
5、圆管层流流动中，其断面上切应力分布与管子半径的关系为线性关系。
6、当流动处于紊流光滑区时，其沿程水头损失与断面平均流速的 1.75 次方成正比。
7、当流动处于湍流粗糙区时，其沿程水头损失与断面平均流速的 2 次方成正比。
8、圆管层流流动中，其断面平均流速与最大流速的比值为 1/2 。
9、水击压强与管道内流动速度成正比关系。
10、减轻有压管路中水击危害的措施一般有：延长阀门关闭时间, 采用过载保护，可能时减低馆内流速。
11、圆管层流流动中，其断面上流速分布与管子半径的关系为二次抛物线。
12、采用欧拉法描述流体流动时，流体质点的加速度由当地加速度和迁移加速度组成。
13流体微团的运动可以分解为：平移运动、线变形运动、角变形运动、旋转运动。
14、教材中介绍的基本平面势流分别为：点源、点汇、点涡、均匀直线流。
15、螺旋流是由点涡和点汇两种基本势流所组成。
16、绕圆柱体无环量流动是由偶极流和平面均匀流两种势流所组成。
17、流动阻力分为压差阻力和摩擦阻力。
18、层流底层的厚度与雷诺数成反比。
19、水击波分为直接水击波和间接水击波。
20、描述流体运动的两种方法为欧拉法和拉格朗日法。
21、尼古拉兹试验曲线在对数坐标中的图像分为5个区域，它们依次为：层流层、层流到紊流过渡区、紊流区、紊流水力粗糙管过渡区、紊流水力粗糙管平方阻力区。
22、绕流物体的阻力由和两部分组成。
二、名词解释1、流体：在任何微小剪力的持续作用下能够连续不断变形的物质2、牛顿流体：把在作剪切运动时满足牛顿内摩擦定律的流体称为牛顿流体。
3、等压面：在流体中，压强相等的各点所组成的面称为等压面。
传热学复习提纲标准版
1 •傅里叶定律：在各向同性均质的导热物体中，通过某导热面积的热流密度正比于该导热面法向温度变化率。
2.临界热绝缘直径：临界热绝缘直径de是指对应于总热阻RL为极小值时的保温层外径，只有当管道外径d2大鱼临界热绝缘直径de时，覆盖保温层才肯定有效地起到减少热损失的作用。
3.速度边界层：在流场中壁面附近流速发生急剧变化的薄层。
4.温度边界层：在流体温度场中壁面附近温度发生急剧变化的薄层。
5.定性温度：确定换热过程中流体物性的温度。
6.特征尺度：对于对流传热起决定作用的几何尺寸。
7.相似准则:（如Nu,Re,Pr,Gr,Ra）由几个变量组成的无量纲的组合量。
8.珠状凝结：当凝结液不能润湿壁面（9 >90?时，凝结液在壁面上形成许多液滴，而不形成连续的液膜。
9.膜状凝结：当液体能润湿壁面时，凝结液和壁面的润湿角（液体与壁面交界处的切面经液体到壁面的交角）9 <90?,凝结液在壁面上形成一层完整的液膜。
10.核态沸腾：在加热面上产生汽泡，换热温差小，且产生汽泡的速度小于汽泡脱离加热表面的速度，汽泡的剧烈扰动使表面传热系数和热流密度都急剧增加。
11.膜态沸腾：在加热表面上形成稳定的汽膜层，相变过程不是发生在壁面上，而是汽液界面上，但由于蒸汽的导热系数远小于液体的导热系数，因此表面传热系数大大下降。
12.热辐射：由于物体内部微观粒子的热运动状态改变，而将部分内能转换成电磁波的能量发射出去的过程。
13.吸收比：投射到物体表面的热辐射中被物体所吸收的比例。
14.反射比：投射到物体表面的热辐射中被物体表面所反射的比例。
15.穿透比：投射到物体表面的热辐射中穿透物体的比例。
16.黑体：吸收比a = 1的物体。
17.白体：反射比p =1的物体（漫射表面）18•透明体：透射比T = 1的物体19•灰体：光谱吸收比与波长无关的理想物体。
20.黑度：实际物体的辐射力与同温度下黑体辐射力的比值，即物体发射能力接近黑体的程度。
环境工程原理复习资料
3 （以气相分压差为推动力时） 在通常的吸收操作条件下，kG和kL的数值大致相当，而不同溶质的亨利系数值却相差很大。 对于易溶气体：H值很大，液膜阻力相对很小 ……称为气膜控制 用水吸收NH3、HCl等属于气膜阻力控制的传质过程。 对于难溶气体：H值很小, 液膜阻力相对很大 ……称为液膜控制 比如，用水吸收CO2, O2就属于液膜阻力控制的传质过程。 如果气膜、液膜传质阻力相当：两者都不可忽略，总传质速率由双膜阻力联合控制，比如，用水吸收SO2就属于这种情况。 *双膜理论： ① 相互接触的气液两相流体间存在着稳定的相界面，界面两侧分别有一层虚拟的气膜和液膜。 ②在相界面处，气液两相在瞬间即可达到平衡，界面上没有传质阻力。 ③在膜层以外，气液两相流体都充分湍动，不存在浓度梯度，组成均一，没有传质阻力。 ⑵对流传热的影响因素 ①物性特征： a.流体的密度ρ或比热容Cp越大，流体与壁面间的传热速率越大； b.导热系数λ越大，热量传递越迅速； c.流体的粘度μ越大，越不利于流动，会削弱与壁面的传热。
环境工程原理复习资料
环境工程原理复习资料一、名词解释1、量纲和无量纲准数：（P20）描述物体或系统物理状态的可测量性质称为量纲，量纲是可测量的性质，而单位是测量的标准。
无量纲准数是由各种变量和参数组合而成的没有单位的群数。
2、通量：（P26）单位时间内通过单位面积的物理量称为该物理量的通量。
通量是表示传递速率的重要物理量。
3、平均速度的涵义：（P26）平均速度按体积流量的相等的原则定义，单位时间内以平均速度流过截面的流体体积与按实际上具有速度分布时流过同一截面的流体体积相等，其定义式为u m =∫u ⅆA A A =q νA4、衡算系统：（P27）用于分析质量迁移的特定区域，即衡算的空间范围，称为衡算系统。
衡算系统的大小和几何形状应按照便于研究问题的原则选取。
5、开放系统和封闭系统：（P35）当物质和能量都能够穿越系统的边界时，该系统称为开放系统；只有能量可以穿越边界而物质不能穿越边界的系统称为封闭系统。
6、可压缩流体与不可压缩流体：（P45）可压缩流体，流体体积随压力变化而变化，一般指气体；不可压缩流体，流体体积不随压力变化而变化，一般指液体。
7、边界层：（P58）实际流体沿固体壁面流动，紧贴壁面处存在非常薄的一层区域即边界层。
8、边界层分离：（P62）在某些情况下，如物体表面曲率较大时，往往会出现边界层与固体壁面相脱离的现象。
此时壁面附近的流体将发生倒流并产生漩涡，导致流体能量大量损失，这种现象称为边界层分离。
9、传热边界层：（P112）壁面附近因传热而使流体温度发生较大变化的区域，称为传热边界层，也称热边界层或温度边界层。
传质边界层：（P168）将壁面附近梯度较大的流体层称为传质边界层。
10、质量传递：（P155）是指物质在浓度差、温度差、压力差、电场或磁场场强差等的推动力作用下，从一处向另一处的转移。
11、主体流动：由于组分A 被溶剂吸收，使气相主体与相界面之间形成总压梯度，在梯度推动下，气相主体向界面处流动。
流体力学chap7边界层理论基础
p h p h U L L
17
例4 估计层流边界层厚度和y方向速度 表1中的特征量 p0=U2（Eu=1)
略去质量力：X=Y=0，Fr=0
无量纲运动方程组变为：
U u ux C： x y 0 L U ux p 1 2ux 1 2ux ux u ux ( 2 2 2 ) M x： y x L y x ReL x L y
U
y 0.99U
1)名义厚度 (x)的定义：
( x) y u
x 0.99U
ux
x
2)边界层厚度估计
（1）数量级（阶）估计 数量级的概念：量大小的级别
数量级分析（估计）： 是一种粗略定量估计，试图明确物理量的变化范围。 这里介绍美籍华人陈景仁（曾为衣阿华大学机械 工程系主任）教授采用的估计方法
但理想流体的Euler方程组不能正确描述粘性流体的流动
ux u y 0 x y
(D’Alembert 佯谬)
注意到Euler方程组只包含1阶导数，而N-S方程组包含 2阶导数。 9
直到1904年，由L.Prandtl创立的边界层理论 合理地解决了这一问题， 对于粘性很小的流体(如空气、水），粘性 对流动的影响仅限于贴近固体表面的一个薄层 内，这一薄层以外，可以完全忽略粘性；这一 薄层称为边界层。 边界层：在固体壁面附近，显著地受到粘性影响 一薄层
U ux ux u ux y x L y
(b’)
(c’)
7
Fr 2
U gL
2
ReL
UL
p0 Eu U 2
特征长度L 特征量 特征速度U 特征压强p0
大多数实际流动Re很大
环境工程原理复习资料
环境工程原理复习资料一、名词解释1、量纲和无量纲准数：（P20）描述物体或系统物理状态的可测量性质称为量纲，量纲是可测量的性质，而单位是测量的标准。
无量纲准数是由各种变量和参数组合而成的没有单位的群数。
2、通量：（P26）单位时间内通过单位面积的物理量称为该物理量的通量。
通量是表示传递速率的重要物理量。
3、平均速度的涵义：（P26）平均速度按体积流量的相等的原则定义，单位时间内以平均速度流过截面的流体体积与按实际上具有速度分布时流过同一截面的流体体积相等，其定义式为u m =∫u ⅆA A A =q νA4、衡算系统：（P27）用于分析质量迁移的特定区域，即衡算的空间范围，称为衡算系统。
衡算系统的大小和几何形状应按照便于研究问题的原则选取。
5、开放系统和封闭系统：（P35）当物质和能量都能够穿越系统的边界时，该系统称为开放系统；只有能量可以穿越边界而物质不能穿越边界的系统称为封闭系统。
6、可压缩流体与不可压缩流体：（P45）可压缩流体，流体体积随压力变化而变化，一般指气体；不可压缩流体，流体体积不随压力变化而变化，一般指液体。
7、边界层：（P58）实际流体沿固体壁面流动，紧贴壁面处存在非常薄的一层区域即边界层。
8、边界层分离：（P62）在某些情况下，如物体表面曲率较大时，往往会出现边界层与固体壁面相脱离的现象。
此时壁面附近的流体将发生倒流并产生漩涡，导致流体能量大量损失，这种现象称为边界层分离。
9、传热边界层：（P112）壁面附近因传热而使流体温度发生较大变化的区域，称为传热边界层，也称热边界层或温度边界层。
传质边界层：（P168）将壁面附近梯度较大的流体层称为传质边界层。
10、质量传递：（P155）是指物质在浓度差、温度差、压力差、电场或磁场场强差等的推动力作用下，从一处向另一处的转移。
11、主体流动：由于组分A 被溶剂吸收，使气相主体与相界面之间形成总压梯度，在梯度推动下，气相主体向界面处流动。
流体力学考试复习资料
第二讲流体动力学基础【内容提要】流体运动的基本概念：恒定总流的连续性方程，恒定总流的能量方程【重点、难点】恒定总流的连续性方程和能量方程的运用。
【内容讲解】一、流体运动的基本概念(一)流线和迹线流线是在流场中画出的这样一条曲线：同一瞬时，线上各流体质点的速度矢量都与该曲线相切，这条曲线就称为该瞬时的一条流线。
由它确定该瞬时不同流体质点的流速方向。
流线的特征是在同一瞬时的不同流线一般情况下不能相交；流线也不能转折，只能是光滑的曲线。
迹线是某一流体质点在一段时间内运动的轨迹，迹线上各点的切线表示同一质点在不同时刻的速度方向。
(二)元流和总流在流场中任取一微小封闭曲线，通过曲线上的每一点均可作出一根流线，这些流线形成一管状封闭曲面称流管。
由于速度与流线相切，所以穿过流管侧表面的流体流动是不可能的。
这就是说位于流管中的流体有如被刚性的薄壁所限制。
流管中的液(气)流就是元流，元流的极限是一条流线。
总流是无限多元流的总和。
因此，在分析总流前，先分析元流流动，再将元流积分就可推广到总流。
与元流或总流的流线相垂直的截面称过流断面，用符号A表示其断面面积。
在流线平行时，过流断面为平面，流线不平行则过流断面为曲面。
(三)流量和断面平均流速(四)流动分类1．按流动是否随时间变化将流动分为恒定流和非恒定流。
若所有的运动要素(流速、压强等)均不随时间而改变称为恒定流。
反之，则为非恒定流。
恒定流中流线不随时间改变；流线与迹线相重合。
在本节中，我们只讨论恒定流。
2．按流动是否随空间变化将流动分为均匀流和非均匀流。
流线为平行直线的流动称为均匀流。
如等直径长管中的水流，其任一点的流速的大小和方向沿流线不变。
反之，流线不相平行或不是直线的流动称为非均匀流。
即任一点流速的大小或方向沿流线有变化。
在非均匀流中，当流线接近于平行直线，即各流线的曲率很小，而且流线间的夹角也很小的流动称为渐变流。
否则，就称为急变流。
渐变流和急变流没有明确的界限，往往由工程需要的精度来决定。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第一章大气边界层基本的概念
1、大气边界层定义，特征
2、大气边界层的垂直分层结构，通常可分为粘性副层、近地面层、混合层
3、边界层发展的日变化，陆上高压区大气边界层通常由三部分组成，对流混合层，残余层，稳定边界层
4、大气边界层按稳定度分类：稳定边界层，不稳定边界层及中性边界层
5、风与气流的流动形式：平均风速、波动、湍流
6、自然界中的流体运动存在着两种完全不同的运动状态：层流、湍流
7、莫宁-奥布霍夫（Monin－Obukhov）相似理论以及π理论是边界层湍流研究的理论基础，
8、大气湍流的能量来源于机械运动作功和浮力作功两方面。
9、名词解释：泰勒假说
第二章湍流基础
1、湍流的基本特征：随机性、非线性、扩散性、涡旋性、耗散性
按照能量学的观点，大气湍流的存在和维持有三大类型：风切变产生的湍流、对流湍流、波产生湍流
2、湍流的定量描述(重点掌握)：平均量和平均法则、雷诺分解、统计量、湍流尺度
大气湍流中，雷诺平均通常有三种平均方式，分别是时间平均，空间平均，系统平均。
第三章大气边界层控制方程（要知道出发方程都是什么，推导方法，拿出来一个方程能够识别出是什么方程，各项对应的物理意义是什么，这章会有个推导题，题目见课件）
1、基本控制方程（状态方程、一个质量守恒方程（连续方程）、三个动量守恒方程（Navier-Stokes方程）、一个热力学能量方程）水汽及污染物的守恒方程形式与热量守恒形式一致
通过Boussinesq 近似得到简化方程，克罗内克符号，交变张量，
2、平均量方程出发方程：Boussinesq 近似方程组
采用雷诺平均的方法，将任意一个物理量表示成平均量和脉动量之和，代入方程组，然后再取平均————大气边界层平均量控制方程，重要：在动量、热量和水汽平均方程组均出现了湍流通量散度项，表现出湍流通量对平均场动量、热量和水汽含量增减的贡献。
P.S 定常、水平均匀，忽略下沉，取平均风速为x轴方向几种假设的含义
3、湍流脉动量方程将出发方程展开为平均量和脉动量相加的形式,与平均量方程相减，即可得到湍流脉动量控制方程。
理论上，用这些脉动量的预报方程可以求解湍流的运动，但是脉动量运动的时间尺度在30分钟以下，并且空间尺度相对精细，这种尺度的求解在实际的气象应用中持续时间太短，难以直接应用～～～～湍流脉动量方程作为寻求湍流方差预报方程、湍能方程以及协方差（通量）预报方程的中间步骤
4、湍流方差预报方程从湍流脉动量方程出发,乘以2u’,2q’,2θ’,2C’，再利用乘
积的微分规则2ξ偏ξ=偏ξ2，进行一些改写，再求雷诺平均，再进行简化改写，即可得到湍流方差的预报方程。
5、湍流通量预报方程，相对复杂 仍然从湍流脉动量方程出发，先找两个扰动方程，水汽通量的预报方程：动量的脉动量方程，乘以 q ′，求雷诺平均，比湿的脉动量方程，乘以 u i ′，求雷诺平均，将两个方程相加，简化改写，即可得到湍流通量的预报方程。
6、名词解释：闭合理论
第四章 湍流动能、稳定度和尺度
湍流动能TKE 收支方程（重点）：利用第三章中速度方差预报方程，将uvw 三个速度方差独立分量预报方程叠加再除以2，得到TKE 的收支方程，假设湍流场水平均一、忽略下沉，同时将坐标轴x 取在平均风向，得到TKE 方程最终表达式，各项物理意义
大气稳定度（掌握）静力稳定度，动力稳定度，湍流稳定度的判定，
如何理解：静力不稳定气流总是动力不稳定的；而静力稳定时，大气由于切变运动可产生动力不稳定（K-H 波）。
1、 名词解释：π定理，理查孙数（通量，梯度，总体），
通量里查森数：浮力做功与切应力做功的比值，为湍流稳定度的判据。
公式是：z v w v z u w u w g
R v v
f ∂∂''+∂∂'''=-=/θθ切应力做功浮力做功
Rf < 0：静力不稳定;
Rf = 0：静力中性气流；
Rf > 0：静力稳定。
尺度：Monin －Obukhov 长度(L)（掌握） 名词解释
第五章 定常条件下的大气边界层
1、近地层相似理论
5.1.1 近地层特征
5.1.2 中性层结（重点）：中性层结条件下的近地层风廓线典型形式——对数风廓线（记住并会运用公式进行简单计算）
名词解释：摩擦速度：定义为 222
s s w v w u u ''+''=* ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=0*
ln z z u u κ
s s w v w u ''+'' 指近地面处测得的水平动量的总的垂直通量。
粗糙度Z 0：风速等于零的高度，称为地面粗糙度长度，简称粗糙度。
粗糙度表征下垫面粗糙状况的一个特征长度，取决于地面粗糙因子，如粗糙元的几何高度、形状和分布密度。
不同的下垫面具有不同的粗糙度 ，其值可由风洞实验或野外观测的风廓线资料求取。
5.1.3 非中性层结（理解掌握）
近地层典型风速廓线与静力稳定度比较
表示不稳定层结风速随高度变化的是哪一条？解释原因。
近地层相似理论中会出一道计算题
2、全边界层相似
5.2.1 全边界层相似理论
5.2.2 对流边界层（CBL ）相似
5.2.3 稳定边界层（SBL ）相似
5.2.4 中性边界层相似
3、谱相似：湍谱图通常有3种形式：S(n )～n ，半对数坐标图n S(n )～ln n ，对数坐标图ln n S(n )～ln n ，利用对数坐标图中划出含能区，惯性子区，耗散区湍流能量分布示意图，填空：大气湍流中，根据运动性质和能量输送关系，将各种尺度湍流分为三个特定区域，分别为
第六章 非定常大气边界层问题
6.1 地表强迫引起的非定常变化
重点看：风的分布及其变化 ，分析边界层中风的日变化规律，并分析其原因。
答：风日变化规律：
1.一般情况，风速在较低高度，白天增加，晚上下降；在较高高度，白天下降，晚上增加。
（2分）
2．风速中间存在转换高度，风向也有相应变化。
（2分）
3．反转高度在213m 左右。
风矢端点随时间作顺时间转向，风速日变化振幅可达1~3m/s ，且在边界层中部最大，两端逐渐减少。
（4分）
风速变化的原因在于：边界层内湍流交换系数百天大于夜晚，昼夜动量传输快慢不同。
（2分）
6.2 对流边界层
6.3 稳定边界层
对流（稳定）边界层概念、特征、结构、边界层的发展。