【2017年整理】传递过程原理讲课提纲第一章：动量、热量与质量传递.doc

传递过程原理 湘潭大学化工学院 PAGE PAGE 2 化学工程、环境工程专业工程硕士班 传递过程原理/环境流体力学（水力学）讲课提纲 湘潭大学化工学院 杨运泉 绪论 1.动量、热量与质量传递概述 a. “传递过程”概述 b. “传递过程”所讨论的主要问题：过程速率及定义式 c. “传递过程”的意义及用途 2.单位制的问题 动量热量与质量传递导论 §1 现象定律与传递过程的类似性 1.传递过程的一般形式：分子与涡流传递 2.现象定律：定义及传递过程三个基本定律 3.梯度概念 §2 涡流传递的类似性 1.涡流黏度，涡流扩散系数 2.几个常用准数：Pr、 Sc 、Le 、Sh 、Nu、Re 及其相互关系 §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压降计算 3.主体流速（平均流速）概念及定义式 a.层流下的平均流速 b.湍流下的平均流速：尼古拉斯—布拉修斯分布律 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 总质量能量及动量衡算 §1总质量衡算 1.概念：控制体，控制边界 2.质量守恒定律一般表达式 3.单组分、多组分无化学反应体系的质量衡算一般表达式 4.多组分、有化学反应体系的质量衡算表达式及反应速率（生成速率）符号规定 5.系统总质量衡算的普遍化方程及∮AρucosαdA的意义 §2 总能量衡算 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 a.二种类型力：表面力：压力 剪力 体积力：惯性力 场力 b.力的平衡：微分平衡方程dp/ρ=Xdx+Ydy+Zdz c.旋转容器内流体的压强分布（闭盖时） 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 b.流线与轨线及其特性 单一流线流线束c.稳态流动下流体的机械能守恒方程（理想流体）{ 单一流线 流线束 d.稳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(2n+3)(n+3)] §3 总动量衡算 1.流体动量的表示 2.三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 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.连续性方程推导 2.连续性方程的分析与简化 a.随体导数、 局部导数、 对流导数 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 §2 流体运动的基本方程 1.以随体导数表示的流体受力，牛顿第二定律表示法 2.流体受力类型及各力大小、方向分析，力平衡方程 3.剪应力与形变（线形变、角形变）关系 4.法向应力的表达 5.粘性流体的Navier-Stokes方程及讨论 6. N-S方程在柱和球座标中的表示 §3 N-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 §4 爬流 1.爬流概念 2.球形颗粒表面上爬流的N-S方程球坐标解析式 3.球形颗粒在流体中的受力——Stokes方程 a.形体阻力、表面阻力 b.斯托克斯方程 c.阻力系数ξ(CD) §5 流线与流函数 1.流线概念 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.势及势线概念 2.势线与流线的基本关系 3.势函数与势线方程及其意义 第四章 边界层理论基础 §1边界层概念 a.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 §3 Prandtl边界层方程 §4边界层积分动量方程 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边界层分离与形体阻力 第四章 湍流 §1湍流的特点、起因和表征 a. 湍流的特点 b. 湍流的起因 c. 湍流的表征――时均量、脉动量 d. 湍流强度与湍流标度 §2雷诺方程和雷诺应力 §3湍流的半经验理论――普兰德动量传递理论 §4光滑管中的湍流 a.Prandtl混合长与通用速度分布方程 b.速度分布与流动阻力 §5粗糙管中的湍流 a.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