材料加工冶金传输原理概念
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流体:在自然界中能够流动的物质。
流体密度:单位体积流体所具有的质量。KG/M3
重度:单位体积流体所有的重量N/M3
比体积:单位质量流体所具有的体积M3/KG
流体压缩性及膨胀性:流体的体积随所受压力的增加而减小,或随温度的升高而增大。
黏性:在自然界中,实际流体流动时,其本身所表现出的一种阻滞流体流动的性质。(起因:流体分子间的内聚力和分子热运动)流体流层间产生切应力的现象称为流体的黏性,这种切应力称为黏性力。
牛顿黏性定律:流体的黏性力与速度成正比,与接触面积成正比,与两板间距成反比。
所有气体以及绝大多数简单液体,熔融金属和炉渣都遵循牛顿黏性定律,这些流体称为牛顿流体。某些聚合物,如泥沙和糨糊不服从牛顿黏性定律称为非牛顿流体。
黏度:以F=U.DV/DY.A可以看出U为决定流体黏性的比例系数,称为流体的动力黏性系数或动力黏度Pa.S 物理意义:在Y方向的速度变化率(速度梯度,即为垂直于流体流动方向的速度变化率)为一个单位时,单位面积上的黏性力表征流体阻滞流动的能力。黏度仅与温度有关,与压力关系不大。
黏性动量通量:单位时间通过单位面积M传递的黏性动量,称为黏性动量通量,相当于单位面积上的黏性力。
具有黏性的流体叫做实际流体(流体都是具有黏性的)理想流体(无黏性流体)
根据起因不同流体流动可分为自然流动和强制流动。
自然流动:在流体流动的体系内,因各部分流体的密度不同而产生浮力作用所构成的流动称为自然流动。
强制流动:在封闭的体系内,流体因外力作用所构成的流动称为强制流动。
迹线:流体质点在空间运动的轨迹。
流线:同一瞬间不同位置上质点运动方向的总和,
流管:流场中由无数根流线所组成的截面为一封闭曲线的管状表面
流束:流管内部的全部流体。
流量:单位时间内流过某一过流断面的流体数量称为流量,
微元体(元体):由质点组成的比质点稍大的体积单元。
常物性:在微元体内,各质点的物理参数相差不大,可以认为微元体内各物理量为常数,称为常物性。
控制体:流场中某个确定的空间区域. 这个空间的周围边界称为控制面.
等压面:在充满平衡流体的空间里,静压力相等各点所组成的平面。
边界层:具有黏性的流体流过的固体表面时,由于流体黏性的作用,在固体表面附近形成了一个具有速度梯度的流体薄层,称为边界层(附面层)
来流:流体以大小相等方向一致的流速流向平板。
声速:微小扰动在介质中的传播速度称为声速。
马赫数:在可压缩气体流动过程中,常以当地条件下的声速作为标准来表示气体流出的相对速度。
射流:流体经由喷嘴流出到一个足够大的空间,不再受到固体边界限制而继续扩散的一种流动。射流按机理(自由射流,半限制射流,限制射流,旋转射流)按流动性质(层流射流,紊流射流)
自由射流:流体自喷嘴流入无限大自由空间中。
形成条件(1.周围介质的物理性质与射流流体相同。2.周围介质静止不动,且不受任何固体或液体表面的限制)。
半限制射流:流体自喷嘴流出后,有一部分受到固体表面的限制。
限制射流:射流射向被周围体壁所包围的限制空间。
旋转射流:指流体喷出前就被强烈旋转,喷出后脱离固体壁面的约束,在无限大空间内处于静止的介质中继续流动。
热传
热量传输(传热):凡是有温度差的地方,就有热量自发的从高温物体向低温物体传递或从物体内部高温部分向低温部分传递,这种由于温度差引起的热量传递过程称为热量传输。传到传热:指物体内部不同温度的各个部分之间,或不同温度的物体相接触时发生的热量传输现象。显著特点:导热物体各部分之间不发生相对位移。
对流传热:流体中温度不同的各部分流体,由于发生宏观的相对运动而把热量由一处转移到另外一处的传热现象。
辐射传热:辐射传热是指物体之间通过相互辐射和吸收进行的热量传输过程,
温度场:当发生热量传递时,物体或传热空间各点的温度是不同的,而且随着时间的变化而变化,温度随空间及时间的变化特征。
等温面:在温度场内,某一瞬间所有温度相同的点连接构成的面。
等温线:不同等温面与任一平面相交,则在此平面上构成一簇曲线。
温度梯度:就是最大的温度变化率
热通量:单位时间内通过单位面积传递的热量,又称热流密度。W/M2
热流量:单位时间内通过某一给定截面积所传递的热量。在T时间内通过截面A的热量称为总热量。
边界条件:物体边界上的温度特征和换热情况。
辐射力:物体在单位时间内,由单位表面积向半球空间发射的全部波长的辐射称为单色辐射力。
方向辐射力:为了辐射能按空间方向分布,引入方向辐射力。单位时间内物体的单位表面积在某一方向的单位立体角内所发射的全部波长的辐射能量,称为方向辐射力。
辐射强度:单位时间内与某一辐射方向垂直的单位辐射面积,在单位立体角内发射的全部波长的辐射能量称为辐射强度。
黑体:该物体能将外界投射来的辐射能全部吸收。
白体:物体能将外界投射来的辐射能全部反射。
透明体:投射到物体上的辐射能全部透过物体。
镜体:当表面粗糙不平的尺寸小于投射辐射的波长时,形成镜面反射,此时入射角等于反射角。
黑度:实际物体的辐射力与同温度下黑体辐射力的比值。
灰体:单色黑度与波长无关的物体。
质量传输
质量传输:物体从物体或空间的某一部分传递到另一部分的现象。
浓度:参与传质过程的混合物中,某一组分的浓度是指单位质量或单位体积混合物种该组分物质质量的多少。
浓度场:质量传输过程中,参与传质过程的任一组分,某瞬时在空间各坐标点上有一空的浓度值,组分浓度的浓度随空间及时间而变化的函数关系,称为该组分的浓度场。
浓度梯度:传质方向上的浓度变化率。
扩散系数:单位浓度梯度的扩散传质通量