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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考，不能作为科学依据。本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。不能作为科学依据。,指导教师 陈慧敏,传输原理,1/41,二、牛顿粘性定律,温度对粘度影响:温度升高，气体粘度增大，液体粘度减小。,压力对粘度影响:压力大小对流体粘度影响甚微。,流体产生粘性阻力物理原因：,（1）分子不规则运动动量交换形成粘性阻力，即快层分子因为热运动而进入慢层，给慢层以向前碰撞，交换能量，使慢层加速，而慢层分子进入快层时，给快层以向后碰撞，形成阻力使快层减速。,（2）当相邻流体层有相对运动时，快层分子引力拖动慢层，满层分子引力阻滞快层，两流层之间吸引力而形成阻力。,2/41,例题2.1,：质量为5kg，面积为4045cm,2,一块木板，沿着涂有滑油斜面等速向下运动。已知v=1m/s，油膜厚度=1mm，求滑油动力粘度。,解：木板重量G=59.81 N,重力G沿滑动方向分力为:,G=GCOS=59.815/13=18.9 N,板面积A=4045cm,2,=0.40.45 m,2,依据牛顿粘性定律,3/41,例题2.2,：,炉内充满静止热气体，气=2.68N/m,3,，炉外空气,空,=11.54N/m,3,，炉门中心平面上内外压力相等。求炉门中心以上1.5米处炉气相对压力。,解：p,1相,=p,1,-p,a1,p,1,=p,2,-,煤,H，p,a1,=p,a2,-,空,H,p,1相,=p,2,-p,a2,+H(,空,-,煤,),又 P,2,=p,a2,p,1相,=H(,空,-,煤,),=1.5(11.54-2.68)=13.29N/m,2,炉内压力大于炉外压力,试计算炉门中心以下1米处炉气相对压力。,4/41,补充作业,1.在图示容器中，水和气体到达平衡状态，求容器内气体压强，接触大气液面上为标准大气压,水重度=9807N/m,2,。答案：71904 N/m,2,2.一直立煤气管，在下部测压管中测得水柱差h,1,=115mm，在H=20m处测得h,2,=100mm。煤气管外面空气重度为12.64N/m,3,试计算管内煤气重度。,5/41,例题3.1：,某化铁炉送风系统如图所表示。将风量=50m,3,/min0冷空气（密度为1.293kg/m,3,）经风机送入冷风管，再经换热气加热到250。然后，经热风管送至风箱中。若冷风管和热风管内径相同，即d1=d2=300mm。试计算两管平均风速,1,及,2,。,6/41,补充作业题,某化铁炉送风系统如图所表示。将风量=50m,3,/min0冷空气（密度为1.293kg/m,3,）经风机送入冷风管，再经换热气加热到230。然后，经热风管送至风箱中。若冷风管和热风管内径相同，即d1=d2=280mm。试计算两管平均风速,1,及,2,。若夏天经风机送入冷风管空气温度为30，为确保正常燃烧化铁，送风量应为多少？风速,1,及,2,各为多少？,7/41,例题3.2,(P43)用虹吸管由水池引水至C端流入大气，已知a=1.8m,b=3.6m,若不计能量损失，设大气压为10m水柱，求：,管中流速及S点之绝对压力。,若S点绝对压强0.24 m水柱，将发生气化而不能正常引水，设C端保持不变，a不能超出多少？,解：,取过流截面1-1,3-3列伯努利方程，以3-3为基准,再,取过流截面1-1,2-2，列伯努利方程，以1-1为基准,8/41,例题3.3：,如图示，水自压力容器中定常流出，液面相对压力为10大气压，h=3m,d1=100mm,d2=50mm,不计管嘴和液体重力，求管嘴上螺栓群共受多少拉力？,解：以喷嘴中心线为基准，在0-0,2-2截面列伯努利方程,9/41,例题3.4,烟囱直径d=1m,经过烟气量G=176.2kN/h，烟气密度,=0.7kg/m,3,空气密度,a,=1.2kg/m,3,，烟囱内压力损失 ，为了确保烟囱底部烟气负压在-10mm水柱以下，烟囱高度H应为多大。,10/41,例题4.1,（P63,5）并计算流过100米长管路损失功率。,11/41,例题4.2,沿直径d=305mm管道，输送密度为980kg/m,3、,运动粘度为4cm,2,/s重油。若流量=60L/s，管道起点z,1,=85m,终点z,2,=105m,管长L=1800m。试求管道中损失功率及重油压力降各为若干？,12/41,例4.3,设有1000m水平钢管，直径150mm，两端压强分别为110,6,Pa和3.510,4,Pa，油在油管中流动,油,=920kg/m,3,运动粘度,=410,-4,m,2,/s,求经过 管道流量。,13/41,补充作业,上下两水池液面高差H为15米,保持不变,由一管道连接,管长120米,直径d=0.1米,沿程阻力系数1=2=0.02,管中点有一阀门,当阀门打开时自由出流,自由出流流量为q。已测得测压管液面高度h为1.4m，距离下游L为20m,不计局部损失,试计算1,2,及q。（15分）,14/41,例题4.4,如图所表示一直浇注系统，已知H=500mm,h=150mm,铁水流量m=12kg/s,铁水密度,=710,3,kg/m,3,为了不使空气由型砂渗透浇注系统，浇注系统不应产生真空。计算浇注口A处和内浇口C处面积。已知,A,=0.3，,B,=1.3，,C,=0.1，B处截面与,A,处相同。,15/41,P63-8无介质磨矿送风管道（钢管，=0.2mm ），长l=30m，直径d=750mm,在温度t=20 情况下，送风量=30000m,3,/h.问：,(1)此风管中沿程损失为若干？,解,:(1)查表附录F,t=20 时，空气=1.205kg/m,3,=0.157cm,2,/s）,所设流动在IV区正确，即=0.016,16/41,补充作业,直径d=300mm铁皮风管水平放置,粗糙度,=0.15mm经过20干燥空气,平均流速,v,=2m/s,沿程压力损失,p,=5mm水柱,若流速加大一倍，沿程压力损失将增大为多少？,17/41,第九章 导热,一、傅里叶定律,二、导热微分方程式,当、和c均为常数,无内热源时,18/41,例题9.1,某工厂使用粘土砖砌换热器，烟气和空气分别在砖壁两侧流过。烟气平均温度T,f1,=800，空气平均温度为T,f2,=52.8；烟气侧换热系数,1,=25W/（m,2,）；砖壁厚=35mm，导热系数=1.05 W/（m）；空气侧换热系数,2,=11.6 W/（m,2,）。试计算热流密度q和砖壁两侧温度T,1,T,2,。,0,x,q,T,1,T,2,19/41,例题9.2,有一厚度为20cm平面墙，其导热率为1.3W/(m*,)。为使墙热损失q1500W，在外侧覆盖了一层 为0.1W/(m*)隔热材料，已知复合壁两侧表面温度分别为750 和55，试确定隔热层厚度。,解：利用热阻概念解题,20/41,例题9.3,某地冬天土壤温度为7，导温系数为2.0810,-7,m,2,/s,导热系数为0.315W/(m).据统计冬天有一周为-7,试问水管应埋入地下多深方可防止冻结。在这一周内，地表向大气散失了多少热量？,T,z,-7,0,+7,地面,21/41,10.3对流换热准数方程,一、相同分析,经过相同分析能够得出稳态无相变对流换热时相同准数：Re Pr Gr Nu,要求写出准数表示式,相同现象性质：彼此相同现象，它们同名准则必定相等,。,（相同第一定律p.89）,判别相同条件：,凡同类现象，如单值性条件相同，同名已定准则相等，则现象必定相同。,(,相同第二定律),对流换热问题，单值性条件为：,1.几何条件 换热面形状、尺寸、粗糙度、管子进口情况等。,2.物理条件 物性和流体种类,3.边界条件 壁面温度、壁面热流密度。,4.时间条件 非稳态时物理量随时间改变规律,这一定律是判别两现象相同充分必要条件。,22/41,相同第三定律,物理现象中，物理量不是单个起作用，而是由其组成准数起作用。物理现象解标准上都可表示成相同准数之间函数关系，这种关系称为准数方程。,23/41,例题10.1,一台换热设备在稳态强制对流紊流条件下工作,壁面温度T,W,=150,加热T,f,=0空气,空气流速,v,=0.5m/s,采取一个全盘缩小为原设备1/6模型来研究它换热情况,即经过模型试验来求出设备换热系数。在模型中也对空气加热,T,W,=50,T,f,=10，试问模型流速v应为多少才能确保与原换热设备现象相同？取定性温度为Tm=(T,W,+T,f,)/2。假如模型试验测得,为180W/（m,2,）,求换热设备换热系数,。,解：（1）相同分析,因为是强制对流紊流换热，有Nu=f(Re,Pr),空气Pr可视为常数，假如Re=Re，则能确保模型与设备相同。,24/41,强制对流换热计算,管内强制对流紊流（Re,10,4,）换热计算公式,自然对流换热计算,25/41,例题10.2,水流过管长L=5m直管时，从T,f1,=25.3被加热到T,f2,=34.6，管内径d=20mm,水在管内流速2m/s,求换热系数,。,26/41,例题10.3,有一热风炉D=7m,(外径)，H=42m(高度),当其外表面温度为200时，若与周围环境温度之差为40，求自然对流散热量。,27/41,习题10-9,发电机冷却从空气改为氢气后能够提升冷却效果。试对氢气与空气冷却效果进行比较。比较条件是：都是管内湍流换热，几何尺寸，流速均相同，定性温度均为50，,不考虑修正,。,28/41,习题10-11,管内强制对流湍流时表面换热系数对流速和管内径有何种依变关系？流速提升一倍，提升多少？内径减为二分之一，提升多少？,29/41,角系数性质：,（1）角系数相对性,（2）角系数完整性,30/41,灰体间辐射换热,灰体表面辐射换热时有三个热阻：,1表面表面热阻,2表面表面热阻,1,2表面之间空间热阻,31/41,例题11.1,100W灯泡中钨丝温度为2800K，黑度系数0.3，若96%热量依靠辐射方式散出，试计算：（1）钨丝所需最小面积；（2）钨丝单色辐射力最大时波长。,32/41,33/41,11.2,一外直径为100mm钢管经过室温为27大厂房，已知管子外壁面温度为100，表面黑度0.5，空气与管子自然对流换热系数为6W/(m,2,),试确定单位管长热损失。,34/41,练习11-8,一电炉内腔如图所表示。已知顶面1温度t,1,=30，侧面2温度t,2,=250，其余表面都是重辐射面。试求（1）1和2两个面均为黑体时辐射换热量；（2）1和2两个面均为灰体时辐射换热量，,1,=0.2，,2,=0.8。,35/41,36/41,练习11-10,已知钢液包敞口面积为2m,2，,满包时钢液表面开始时温度为1600。（1）计算敞口开始瞬间散热热流量；（2）若包内存钢液180t，1600时钢液比热容为703.4J/（kg,），试计算开始时钢液因辐射散热引发降温率为多少？,解：设厂房温度为25，A1/A2,0,且X,12,=1,。,查附录I=0.4，,37/41,38/41,39/41,例题14.2,试估算1大气压下，25水从直径为10mm，长为150mm试管底部向25干燥空气中扩散时迁移通量。,40/41,例题14.3,将一块初始含碳量为,c=,0.2%钢置于渗碳环境中2小时，在这种条件下钢表面含碳量为0.8%，假如碳在钢中扩散系数为1.010,-11,m,2,/s.试计算钢件表面以下0.01cm,0.02cm,0.04cm处含碳量各为多小？,41/41,