传递过程原理讲课提纲第一章动量热量与质量传递大学课件

积分动量方程a.边界层积分动量方程b.流体沿平板壁面流动时层流边界层的计算――平板壁阻力系数§5边界黏度，积分动量方程a.边界层积分动量方程b.流体沿平板壁面流动时层流边界层的计算――平板壁阻力系数§5边界黏度，m2/sμ—绝对黏度，物理黏度，Pasd(ρu)/dy—动量（浓度）梯度，kg/m3sτ—动量修斯分布律c.湍流主体的涡流粘度与层流内层中分子粘度量级的比较第二章总质量能量及动量衡算§1总质量衡态下非理想流体的机械能衡算方程e.动能项修正系数α的计算α=[(2n+1)(n+1)]3/[4n4(湘潭大学化工学院杨运泉2.现象定律：定义及传递过程三个基本定律1.圆管中稳态层流的速度分布及压降——泊稷叶方程2.平行平板间稳态层流的速度分布与压降计算3.主体流速（平均流速）概念及定义式c.湍流主体的涡流粘度与层流内层中分子粘度量级的比较1.流动静力学平衡方程——流体连续性假定及欧拉平衡方程的推导流体本身性质有关又与流体湍动的程度、设备形式与结构尺寸等有关。一般无法测定，且测定结果无推广使用价值向量分式3.弯管中流体动量及弯管受力分析计算第三章粘性流体运动的微分方程及其应用§1连续性方程1.连线概念2.流体本身性质有关又与流体湍动的程度、设备形式与结构尺寸等有关。一般无法测定，且测定结果无推广使用价值向量分式3.弯管中流体动量及弯管受力分析计算第三章粘性流体运动的微分方程及其应用§1连续性方程1.连线概念2.流线的基本属性3.流线方程4.流函数及其意义5.柱坐标中的流函数定义式§6势线与势函数1.三者之间的相似性与联系未名师整理优秀资源受到重视，1960年前后，才有“传递过程”课程。2传递过程所单一流线流线束d.旋转容器内流体的自由界面形态（敞盖时）2.运动流体的平衡方程——牛顿第二定律应用于理想流体（柏努利方程）a.流体运动的两种考察方法：欧拉法与拉格朗日法c.稳态流动下流体的机械能守恒方程（理想流体）d.稳态下非理想流体的机械能衡算方程1.流体动量的表示pMu2.三维流动空间中流体动量衡算方程总式及向量分式3.弯管中流体动量及弯管受力分析计算b.不可压缩流体的连续性方程判别式及例题3.柱和球座标系中的流体连续性方程表示1.以随体导数表示的流体受力，牛顿第二定律表示法6.N-S方程在柱和球座标中的表示§3N-S方程的应用实例1.无限大平行平板间稳态层流速度分布、平均速度及压强计算2.圆形直管内的稳态层流速度分布、平均速度及压强计算3.环形套管中的稳态层流速度分布、平均速度及压强计算2.球形颗粒表面上爬流的N-S方程球坐标解析式的稳态层流速度分布、平均速度及压强计算3.环形套管中的稳态层流速度分布、平均速度及压强计算§4爬流1，J/m2s的稳态层流速度分布、平均速度及压强计算3.环形套管中的稳态层流速度分布、平均速度及压强计算§4爬流1，J/m2s或W/m23.费克定律j=-D·dρ/dyD—质量扩散系数，m2/sdρ/dy—质量（浓/Nu§2圆管中的稳态层流§2—1圆管中的稳态层流时的速度分布要求满足的条件：①牛顿型流体，满足牛顿粘性定律②处于层流，连续稳定结果：①ur=umax[1-(r/R)2]及△p=32μLu/d2=4μb.流体沿平板壁面流动时层流边界层的计算――平板壁阻力系数流体本身性质有关又与流体湍动的程度、设备形式与结构尺寸等有关。一般无法测定，且测定结果无推广使用价值:τ’=-ε·d(ρu)/dyq流体本身性质有关又与流体湍动的程度、设备形式与结构尺寸等有关。一般无法测定，且测定结果无推广使用价值:τ’=-ε·d(ρu)/dyq”=-εH·dt/dnJ’=-εM·dρ/dy式中ε、εH或εM既与察方法：欧拉法与拉格朗日法b.流线与轨线及其特性c.稳态流动下流体的机械能守恒方程（理想流体）d.稳形现象定律（原因与现象关系）3.梯度：某物理量在沿其传递方向的变化率，常用Grad(x)表示§1—2度）梯度，kg/m4J—质量通量，kg/m2s§1—3涡流传递的类似性涡流的存在将使传递过程的速率显度）梯度，kg/m4J—质量通量，kg/m2s§1—3涡流传递的类似性涡流的存在将使传递过程的速率显2n+3)(n+3)]§3总动量衡算1.流体动量的表示pMu2.三维流动空间中流体动量衡算方程总式及冠词，使单位可大可小。④合理性：一个量与一个SI单位一一对应⑤科学性：意义准确无误⑥精确性：比较高的.边界层的形成b.边界层的厚度§2阻（曳）力系数与范宁摩擦系数§3Prandtl边界层方程§4边界层2传递过程所讨论的主要问题：过程速率过程速率的一般定义：过程速率=过程动力/过程阻力或者：过程速度∝推动力梯度①了解各单元（过程）的传递规律及传递机理，为过程操作设计提供理论基础②为过程的计算机模拟控制提供础②简明性：省去了换算因数，使各比例系数归一③实用性：使用冠词，使单位可大可小。④合理性：一个量与一个SI单位一一对应⑤科学性：意义准确无误⑥精确性：比较高的精度复现律1.传递过程的一般形式（机理）动量、热量与质量传递传递过程的类似性名师整理优秀资源分子传递：纯数学.粗糙度与相对粗糙度b.速度分布与流动阻力第五章热量传递理论与能量方程§1传热方式a.传导b.律1.传递过程的一般形式（机理）动量、热量与质量传递传递过程的类似性名师整理优秀资源分子传递：纯数学.粗糙度与相对粗糙度b.速度分布与流动阻力第五章热量传递理论与能量方程§1传热方式a.传导b.对流名3圆管中的稳态层流1.圆管中稳态层流的速度分布及压降——泊稷叶方程2.平行平板间稳态层流的速度分布与τ下)=w·L·dτ即：dτ/dy=△p/L故:τy=τ0+△p/L·y=△p/L·y+C1特别地，wXXX分子传递：纯数学理论法及相应定律描述涡流传递：纯实验方法及准数规则描述2.现象定律：用于描述分子运动引起的动量、热量及质量传递的相应定律。包括：a动量传递——牛顿粘性定律b热量传递——傅立叶定律c质量传递——费克定律JAB=-Ddp/dy=G/A上述三定律称为线形现象定律（原因与现象关系）X涡流的存在将使传递过程的速率显著提高。但由于涡流本身的随机性和复杂性（大小、方向、存在时间、强度等使得数学描述难于实现。为了方便，仿照原来分子传递过程的相应定律，引入“涡流扩散系数”概念使之以简要的方程来表征其传递速率大小。反映动量传递与热量传递的类比性反映动量传递与质量传递的类比性反映热量传递与质量传递的类比性及质量传递的相应定律。包括：a动量传递——牛顿粘性定律b热量传递——傅立叶定律c质量传递——费克定律ub=1/2umax对湍流，若速度分布服从尼古拉则（Nicolatz）规则：ur=umax[(R-r.边界层的形成b.边界层的厚度§2阻（曳）力系数与范宁摩擦系数§3Prandtl边界层方程§4边界层察方法：欧拉法与拉格朗日法b.流线与轨线及其特性及质量传递的相应定律。包括：a动量传递——牛顿粘性定律b热量传递——傅立叶定律c质量传递——费克定律ub=1/2umax对湍流，若速度分布服从尼古拉则（Nicolatz）规则：ur=umax[(R-r.边界层的形成b.边界层的厚度§2阻（曳）力系数与范宁摩擦系数§3Prandtl边界层方程§4边界层察方法：欧拉法与拉格朗日法b.流线与轨线及其特性c.稳态流动下流体的机械能守恒方程（理想流体）d.稳=0P12下LPu0uuP②Pr、Sc、Le之间的关系要求满足的条件：①牛顿型流体，满足牛顿粘性定律②处于层流，连续稳定），对平板（当下平板固定运动而上平板以u0运动）有：③同理可证明对流体在图2中的平板流动时结论亦与图有：τr=τw·有：τr=τw·r/R对平板（当下平板固定运动而上平板以u0运动）有：△pw·dy=w·L·(τ上-态下非理想流体的机械能衡算方程e.动能项修正系数α的计算α=[(2n+1)(n+1)]3/[4n4(:τ’=-ε·d(ρu)/dyq”=-εH·dt/dn