三传原理的小概念
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密度:单位体积流体的质量
比容:密度的倒数
连续介质模型:忽视流体微观结构的分散性,将流体看作内部并不存在空隙的连续介质。
只用始末两态的平均密度或平均比容来考虑实际膨胀程度的影响。
T= -μ du/ dy*F或τ=T/F= -μ*du/dy 其中du/dy 为层流间的速度梯度,F为层流间接触面积,比例系数μ称为该流体的黏度系数,负号表切应力方向,研究上层流体对下层流体的切应力,此时速度荼毒为正,但下层对上层流体切引力阻碍作用,故为负。
形能力。
运动黏度:v=u/p v值越大,随分子扩散而发生的动量传递越激烈,切应力越大,阻碍越大,流体的流动性越差。
黏性力(流体切应力):一切真实流体中,由于分子的扩散或分子间相互吸引的影响,使不同流速的流体之间有动量交换发生,因此,在流体内部两流层的接触面上产生内摩擦力。
这种力与作用面平行。
气体的静压p=2/3*n0*mu2/2 m—气体分子质量u—气体分子方均根速度u0-单位气体内分子数目
相对压力:超出大气压力的压力,又称表压p表=p地-p大气
静压头:单位体积气体的静压能,某水平面上的相对压力或表压。
V=Q/p)
的每一有效截面上不同地点的流速不相同,越靠近边界层流速越小,边界表面上流速为零。
稳定流动:液体流动时,若任一截面的流速、流量与压力等参数都不随时间变化,只与空间位置有关。
再受固体界面的约束,凭着出口时所具有的动量和惯性,在自由空间不断卷吸周围的气体介质,从而形成逐渐扩展的喷流流股。
体质点间开始迅速搅混,相互交叉,并形成很小的旋窝群,且上下窜动,十分紊乱的流态当Re《Rec(紊变层)时,流动为层流
当Re》Rec‘(层变紊)时,流动为紊流
Rec‘时,属于不稳定过渡流
Re小表明粘性
力大惯性力较小,即前者起主导作用即使流动收到偶然干扰,可在粘性力的阻滞作用下,及时使干扰衰减下来,这时流动易保持为层流状态,相反Re较大,惯性力起主导作用,一旦流动受到干扰,将因粘性力小而得不到抑制成为紊流。
著体现流体粘性影响的区域,流速从零到原始速度的99%的范围。
认为理想流体
弱压力波在介质中传播形成音波,其传播速度即为该介质中的音速。
学及热力学特征的一个无因次指标。
M=u/a(M>1,超音速流。
,M<1,流速小于音速为亚音速流。
M=1,为音速流。
马赫数不是一般的表明流体流速大小,而是反应流体被压缩程度的大小的指标,M越大,即被压缩程度越高。
)
热交换才能引起流体温度改变,而流速的变动并不引起温度变化,但在压缩性气体中则不同,绝热流动时速度增大则气体温度降低。
滞止状态下的参数称为滞止参数
样形成的流股
拉伐尔喷管。
分子与微团有强烈的横向脉动和掺混作用,因而边界上的气体与周围介质发生动量交换,使周围静止气体被卷吸到射流中,并随之一同向前流动。
所以射流的流量与横截面积都沿射程不断增加。
本身的速度则沿射程不断衰减。
这种条件下的射流称为等温自由射流。
并以声量子的形式进行传递。
动,即流体微团由某一区域移向另一温度不同的区域(因流体本身温度不同引起的流动称为自然流动,由于各种外力引起的流体运动称为强制流动)
辐射传热是一种电磁波的传播、吸收与转化过程。
对于温度场不随时间变化的体系,即偏t/偏τ=0时,称为稳定热态。
q。
热流Q是单位时间内通过某截面的热量。
热量,即
()
于分子碰撞和扩散进行传递。
因而一般呈现比较大的温度梯度,这层以存在温度梯度为标志的流体薄层称为温度边界层。
对流给热过程特点:1.流体与表面间的温度差集中于靠近表面的流体薄层内,此薄层流体称为温度边界层。
2.流体流动方式与速度大小,决定了流体紊流程度的强弱,也就是微团混合作用的强弱。
紊流程度越高,微团混合越强烈,边界层厚度相应的变薄,也就强化了整个给热过程。
3.在没有紊流的流动中,流体与表面间的换热过程完全依靠分子的碰撞与扩散,也就是完全借助于流体的分子传递作用,这种情况下的传热与固体导热过程相同,主要的影响因素是流体的导热系数大小与层流层的厚薄。
4.温度边界层的厚度与速度边界层的厚度间有一固定的比例关系,其比值决定于流体的物性参数(导温系数ą与运动黏度v),所以凡是影响温度边界层厚薄的因素(流体物性,流速,表面的大小与形状,粗糙程度,温度差等)也同样的影响温度边界层,因而也明显的影响对流给热。
5.强制对流给热时也必然伴随着自
相等,则这些现象是相似的。
1.蒸汽速度,蒸汽方向与液膜运动方向相同,液膜易排除,利于给热。
2.蒸汽中含不凝气体影响,不利于给热。
3.冷凝表面粗糙程度。
表面粗糙程度增加液膜排除阻力。
随着气泡长大,当浮力大于附着力时,气泡就与表面脱离而浮升,这是新的液体又与加热表面接触,这样就造成流体的强烈扰动。
体被多次反射和吸收,最后再由小孔反射出来的射线已是非常微弱。
若小孔面积与空心体内壁面积比较起来足够小,则由小孔反射出来的射线已可忽略不计,也就是说,小孔的吸收率接近于1.若腔体内壁温度均匀,则小孔向外辐射的特性即与器壁材料无关,因而具有黑体辐射的特点。
这种小孔被当作人造合体模型。
白色颜料涂层
物体单位面积上、单位时间内发射出各种波长射线能量的总和称为该温度下的辐射能力。
辐射出各种波长的辐射强度恰好都是同温度下黑体辐射强度的某一分率,即其辐射光谱与黑体的完全相似。
这种物体称为灰体。
黑度与吸收率的区别:物体的黑度只与本身的温度及表面物性有关,吸收率的大小除于本身表面物性及形状有关外,还取决于投射体的温度和表面物性。
E1/A1=E2/A2=…=E0=f(T),说明任何物体的辐射能力与其吸收率之比,恒等于同温度下黑体的辐射能力,并且只和吸收温度有关,与物体的性质无关。
题:根据克希荷夫定律,温度为T的气体与温度差为T1的表面进行换热时,气体的吸收率
2)凡是能吸收的射线,也能
被辐射出来,不能吸收的波长也不能被辐射。
距离平方定律;e=Q/4πr2
面得角度系数.
(1)气体不能反射,即R=0,A+D=1.(2)不同成分的气体的辐射与吸收能力差别很大。
(3)气体的辐射和吸收具有较强的选择栏。
(4)气体的辐射和吸收是在整个体积中运行。
=1/φ=F壁/F炉
Q=K*Δt*F,增大平均温压,增大传热系数,增大换热面积可强化换热器内换热过程。
(提高对流给热系数:提高流体速度、加大流体紊流程度、在气体中添加少量微粒、增大换热面得粗糙程度)
α∑与材料内部导热的给热系数之比,也可理解为材料内部热阻(δ/λ)与外部给热热阻(1/α∑)之比。
Bi越小,该材料在整个变温过程中内部温度越均匀。
α是材料的祷导温系数,τ为加热或冷却时间,s为透热深度。
Fo可以表示成(λ/sΔtFτ)/(sFρcΔt),即τ时间内的导热量与该物体达到热平衡状态所需要的热量之比。
所以Fo越大,热态越趋于稳定。
另一方面Fo也可以表示成τ/(s2/α),即加热或冷却进行时的时间与距离面s处开始产生温差扰动所需时间只比。
显然,Fo越大,热扰动传播的深度越大,因而物体内部各点的温度越接近于环境或表面温度,也就是越趋于稳定状态。
所以,也有人称Fo为时间准数。