材料成型传输原理复习资料

考试题型：一、判断题（10题，15%）二、选择题（10题，20%）三、名词解释（3题，9%）四、简答与计算题（7题，56%）要记忆的公式：1、牛顿粘性定律dydv2、傅里叶定律dydTq3、菲克第一定律dydCDJABA4、伯努力方程2222222111vPgzvPgz5、雷诺准数DvRe6、热扩散率ca7、普兰特准数pCavPr8、努塞尔准数alNu9、施密特准数DvSc10、舍伍德准数DlKShc11、沿程阻力降计算公式（达西公式）22Lpdv或gvdlhf2212、局部阻力降计算公式：22vp或gvhf2213、能依题意例出单层、二层、三层的无限大平板和圆筒的传热计算公式14、黑体辐射力：Eb=C0(T/100)4式中：C0=5.67w/(㎡K4)叫黑体的辐射系数。15、半无限大表面渗碳时的非稳态传质：)2(0DtxerfCCCCw16、半无限大物体一维非稳态导热：)2(0atxerfTTTTww17、对流传热量：Q=AT绪论重点：动量、热量与质量传输的类似性动量传输：牛顿粘性定律dydv热传导：傅里叶定律dydTq质量传输：菲克第一定律dydCDJABA记忆上述三个公式。公式中参数的物量意义和各符号表示什么？1、什么是传输过程？传输过程的基础是什么？2、试总结三种传输过程的物理量、推动力、传输方程。3、传输过程的研究方法有哪些？各有什么特点？第2章流体的性质名词解释：1、不压缩流体答：不可压缩流体指流体密度不随压力变化的流体。2、可压缩流体3、理想流体答：粘性系数为零（不考虑粘性）的流体4、速度边界层5、粘性系数（动力粘度）答：表征流体变形的能力，由牛顿粘性定律所定义的系数：yxxdudy,速度梯度为1时，单位面积上摩擦力的大小。6、运动粘度7、牛顿流体8、非牛顿流体填空题：1、理想流体是指不存在力，或其作用可忽略的流体。2、如果在运动过程中每一流体质点的密度都保持不变,有关密度的关系式可表述为。3、两平行平板间距h=0.5mm,两板间充满密度ρ=900kg/m3的液体,下板固定不动,上板在切应力τ=2N/m2的作用下,以v=0.25m/s的速度平移,该液体的动力粘滞系数和运动粘滞系数值分别为和(标注单位)。1、粘性力作用可以忽略的流体可以视为理想流体。（）2、理想流体是粘性系数为零（不考虑粘性）的流体。（）3、如果在运动过程中每一流体质点的密度都保持不变，则Vm。（）4、两平行平板间距h=0.5mm,下板固定不动,上板在切应力τ=2N/m2的作用下,以v=0.25m/s的速度平移,该液体的动力粘滞系数为1(Pa·s)（）5、动力粘度等于运动粘度除以密度。（）6、不可压缩流体指流体密度不随压力变化的流体。（）7、在研究液体运动时,按照是否考虑粘滞性,可将液流分为牛顿液体流动及非牛顿液体流动。（）选择题：1.动力粘滞系数的单位是：(B)A.N*s/mB.N*s/m^2C.m^2/sD.m/s2.在研究液体运动时,按照是否考虑粘滞性,可将液流分为(D)A牛顿液体流动及非牛顿液体流动;B可压缩液流及不可压缩液流;C均匀流动及非均匀流动;D理想液体流动及实际液体流动.简答题：1、试请说明yx的物理含义答：xyxdudyyx首先是粘性应力，由于x方向流动速度在y方向存在差异而产生于流体内部。下角标y表示力的法向，x表示力的方向。yx同样代表粘性动量通量，此时下角标y表示动量传递方向，x表示动量的方向。2、何为流体连续介质模型？引入该模型有何作用和意义？该模型在何条件下适用？答：连续介质：流体质点是流体力学中研究的最小物质实体，流体由流体质点连绵不断地组成，质点间无间隙。流体质点是微观上充分大，宏观上充分小的流体团。流体质点微观上充分大，其中包含了大量的流体分子，各种宏观物理量是对大量流体分子的统计平均，具有稳定的统计值；流体质点宏观上充分小，可看作空间一个点。因此可认为流体性质（密度，温度，速度等）在空间每一点都有确定的值，可以当作空间位置和时间的函数来处理，连续介质假说是流体力学的基本假设之一。当所研究的对象的几何尺寸和分子间的距离或分子自由程相当时连续介质模型不再适用。3、为何随温度升高液体的粘度降低，而随温度升高气体的粘度增大？以下几题考一题，主要考查对牛顿粘性定律dydv的应用掌握的情况。4.粘性系数0.048Pas的流体流过两平行平板的间隙，间隙宽4mm，流体在间隙内的速度分布为2()cyuy，其中C为待定常数，y为垂直于平板的坐标。设最大速度maxu4m/s，试求最),,,(tzyx大速度在间隙中的位置及平板壁面上的切应力。解：1）由速度分布可知y坐标原点位于下平板由即中心处u取最大值，在两板中央取速度最大值将y/2代入速度分布式2）y=0流体作用于上下平板的壁面切应力都是2192(n/m)，且均指向流动方向，而正负号不同则源于应力正负向的规定。5.油压机的活塞在自重及摩擦力的作用匀速下落。已知活塞自重G=190N,d=152mm,D=152.02mm,L=200mm.1)若采用的油，试求活塞的下降速度；2）若下落速度U=39mm/s;试确定油的动力粘性系数。解:活塞与活塞套的流体运动也可看作是两平行平板间的流体运动，活塞拖动油膜运动，线形速度分布，于是活塞受到的摩擦力：2duc0yy0ydy2maxmax2c22Uc4U4416m/s2duc2ydy23c160.048192n/m410y2c192(n/m)0.62PasUdLDd2此力方向向上与重力G相平衡2d/ULGDd1）2）6、两平行平板间距h=0.5mm,两板间充满密度ρ=900kg/m^3的液体,下板固定不动,上板在切应力τ=2N/m^2的作用下,以v=0.25m/s的速度平移,试求该液体的动力粘滞系数和运动粘滞系数.解:（1）已知[间隙]t=.0005{m}；[密度]ρ=900{kg/m^3}；[切应力]τ=2{N/m^2}（2）已知[速度]v=.25{m/s}；待求[动力黏度]μ=?{N*s/m^2}；[运动黏度]ν=?{m^2/s}方程:τ=μ*v/t；ν=μ/ρ计算结果:动力黏度:μ=.004[N*s/m^2]；运动黏度:ν=.0000044444[m^2/s]解：见教材P.11。例题：轴在轴承中空载旋转，两者间隙为，轴径为Ｄ，转动角速度为，且温度保持不变，轴瓦长ｌ，测得摩擦力矩为Ｍ，求粘性系数。解：轴和轴承视为同心圆，其间隙与轴径Ｄ相比足够小，并忽略端部影响。轴对轴承相对运动类似于两块平行平板间相对运动。23G(Dd)190(152.02152)U3.2110(m/s)2dL20.623.141522001033G(Dd)190(152.02152)0.51(Pas)2UdL239103.1415220010作业：P.15第3题。第3章流力动力学名词解释：迹线：流体质点的轨迹线；流线：用欧拉法描述速度场时的速度矢量线；连续方程：反映物质不灭质量守恒的方程。动量方程：反映物质动量变化与受力关系的方程，其本质是牛顿第二定律。能量方程：反映物质能量变化与作功、吸收热量关系的方程。伯努利方程：反映理想流体定常运动时，流体的压力能，动能，质量力势能以及内能关系的方程。重点：流体动力学方程之间的关系和应用条件。伯努利方程填空题1、场中流体各物理量只是的函数，称一维流场2、如果流场中每点的物理量值都一致,则称其为场；如果各点的物理量值不随时间而变化，则称其为场。3、根据动量守恒定律，可以推导出纳维－斯托克斯方程；根据，可以推导出传热微分方程；根据则可以分别推导出流体连续性方程方程和质量传输微分方程。4、一维圆管中水流的质量守恒表达式为5、伯努利方程的物理意义是能、能、能总和守常。其积分式应用条件是、、、、。6、质量力是指作用于流体质点上的力，最常见的有力；表面力是指通过接触作用于流体表面上的力，常见的有力和力。7、质量守恒定律在流体力学中的具体表现形式为方程；而动量守恒定律在流体力学中的具体表现形式称为方程；理想流体能量守恒方程称为方程。答案：1流场中流体各物理量只是空间单一方向的函数，称一维流场2如果流场中每点的物理量值都一致,则称其为均匀场；如果各点的物理量值不随时间而变化，则称其为稳态场。3、根据动量守恒定律，可以推导出纳维－斯托克斯方程；根据能量守恒定律，可以推导出传热微分方程；根据质量守恒定律则可以分别推导出流体连续性方程方程和质量传输微分方程。4、一维圆管中水流的质量守恒表达式为1122111222uACuAuAuAuA或或5、伯努利方程的物理意义是压能、动能、势能总和守常。其积分式应用条件是不可压缩、沿流线、稳态流、理想流体、只有重力场。6、质量力是指作用于流体质点上的力，最常见的有重力力；表面力是指通过接触作用于流体表面上的力，常见的有粘性力和压强力。7、质量守恒定律在流体力学中的具体表现形式为连续方程；而动量守恒定律在流体力学中的具体表现形式称为动量方程；理想流体能量守恒方程称为伯努利方程。1、流场中流体各物理量只是时间的函数，称为一维流场。（）2、均匀流场中每点的物理量值都一致。（）3、稳态流场中的各点的物理量值不随时间而变化。（）4、稳态流场中的各点的物理量对时间的偏导数为零。（）5、根据动量守恒定律，可以推导出纳维－斯托克斯方程6、一维圆管中水流的质量守恒表达式为v1A1=v2A2。（）7、一维圆管中水流的连续方程可表达为v1A1=v2A2。（）8、理想流体能量守恒方程称为连续方程。（）9、实际流体动量传输方程又称为纳维尔-斯托克斯方程，简称N-S方程。（）10、伯努利方程的物理意义是压能、动能、势能总和守常。（）11、yxvyxvyxcos3,sin33表示的平面流场流动是连续的。（）1、如果流场中每点的物理量值都一致,则称其为。A、一维流场B、均匀场C、稳态场D、非稳态场2、根据，可以推导出纳维尔-斯托克斯方程。A、能量守恒定律B、质量守恒定律C、动量守恒定律D、傅里叶定律3、质量守恒定律在流体力学中的具体表现形式为。A、连续方程B、能量方程C、运动方程D、伯努利方程4、理想流体能量守恒方程称为。A、连续方程B、能量方程C、运动方程D、伯努利方程5、以下不满足伯努利方程应用条件是。A、不可压缩B、沿流线非稳态流动C、理想流体D、只有重力场6、实际流体动量传输方程又称为。A、欧拉方程B、伯努利方程C、纳维尔-斯托克斯方程D、达西公式选择题1.伯努利方程表达式错误的是。A.22vpgz=常数B.gvgPzgvgPz2222222111C.22pvzgg=常数D.2211221222PvPvgzgzgg2.纳维尔-斯托克斯方程表达式正确的为。(D)A.222222()yxxzuduuuPXdxxyzB.222222()xxxxduuuuPXdxxyzCxduPXdxD222222()()xxxxxxxxyzuuuuuuuPuuuXxyzxxyz简答与计算题：1、流体静力方程。101010xyzpgxpgypgz各参数物理意义？2、维尔-斯托克斯方程和欧拉方程的应用条件各是什么？答：N-S方程：不可压缩、物性守常、粘性流体欧拉方程：无粘流体5、如果给定某一连续流体速度场（即给出xu、yu、zu表达式）,如何判断该流体是否为不可压缩流体？6、P.43习题2、习题3。7总流伯努利方程的适用条件有哪些？P.37