- •1. Роль процессов переноса в современной технологии.
- •2. Макроскопические физические системы и процессы.
- •3. Макроскопические параметры физических систем.
- •4. Основные понятия явлений переноса. Причины возникновения явлений переноса. Явления, относящиеся с явлениям переноса. Понятие гомогенных и гетерогенных систем.
- •5. Массообмен и его виды. Виды диффузии. Закон Фика.
- •6. Особенности протекания диффузии в различных средах (для молекулярной диффузии).
- •7. Вязкость и особенности ее молекулярного механизма в жидкостях и газах. Закон трения Ньютона. Вязкость динамическая и кинематическая.
- •8. Понятие жидкости. Жидкости малосжимаемые и сжимаемые. Основные свойства жидкостей Аномальные жидкости. Идеальная жидкость.
- •9. Основные законы гидростатики. Абсолютное и относительное равновесие жидкости.
- •10. Понятие о гидродинамике, основные определения. Уравнение Бернулли.
- •12. Градиент температурного поля. Закон Фурье и коэффициент теплопроводности.
- •13. Дифференциальное уравнение теплопроводности (уравнение энергии). Коэффициент температуропроводности.
- •14. Краевые условия (условия однозначности) и их характеристика.
- •15. Типы граничных условий и их характеристика.
- •16. Теплопроводность плоской однослойной стенки при стационарном режиме.
- •17. Тепловое сопротивление контакта, его физический смысл и физическая размерность.
- •18. Теплопроводность плоской многослойной стенки с учетом теплового сопротивления контакта.
- •19.Теплопроводность цилиндрической стенки (трубы)
- •20.Теплопроводность многослойной цилиндрической стенки с учетом теплового сопротивления контакта.
- •21.Теплопроводность плоской бесконечной пластины с внутренним источником теплоты.
- •22. Теплопроводность сплошного бесконечного цилиндра с внутренним источником теплоты.
- •23. Понятие о гидродинамическом и тепловом пограничном слое.
- •24. Основной закон конвективного теплообмена. Коэффициент теплоотдачи и факторы, от которых он зависит.
- •26. Основы теории подобия. (тп)
- •Три теоремы подобия.
- •29.Теплоотдача при обтекании плоской пластины.
- •30. Теплоотдача при вынужденном течении по трубам и каналам.
- •31. Теплоотдача при поперечном обтекании одиночной круглой трубы.
- •32. Виды пучков труб и их основные характеристики. Теплоотдача при поперечном обтекании пучка труб.
- •33.Теплоотдача при свободной конвекции.
- •34. Осн.Понятия и опр-ия лучистого теплообмена. Лучеиспускательная способность поверхности. Спектральная интенсивность излучения.
- •35 Понятие абсолютно черного, абсолютно белого, серого тела.
- •36. Понятие степени черноты поверхности. Закон Кирхгофа. Понятие коэффициентов поглощения, отражения, пропускания.
- •37. Понятие спектральной интенсивности излучения абсолютно черного тела. Закон Вина в теории лучистого теплообмена.
- •38. Закон Планка в теории лучистого теплообмена и его графическая интерпретация.
- •39. Закон Стефана-Больцмана в теории лучистого теплообмена.
- •40. Лучистый теплообмен между твердыми телами.
- •41. Дать определение термину «теплопередача» (в узком смысле слова). Теплопередача через плоскую однослойную стенку.
- •42. Теплопередача плоской многослойной стенки с учетом теплового сопротивления контакта.
- •43. Понятие о теплообмене оребрённых поверхностей (по материалам лабораторной работы).
- •44. Дать понятие коэффициентов теплопроводности, теплоотдачи, теплопередачи, температуропроводности. Указать их физическую размерность.
7. Вязкость и особенности ее молекулярного механизма в жидкостях и газах. Закон трения Ньютона. Вязкость динамическая и кинематическая.
Вязкостью называется свойство текучих тел оказывать сопротивление перемещению одной их части относительно другой. Текучестью называется свойство жидкости принимать форму того сосуда, который они занимают и в целом изменять свою форму под воздействием очень малых сил (для того чтобы принять форму сосуда достаточно собств. массы).
Вязкость твердых тел имеет специфические особенности и, как правило рассматривать отдельно. Основной закон вязкого течения установлен Ньютоном – закон трения Ньютона (1687).
; - касательное напряжение
Трение, равное отношению тангенсальной (касательной) силы вызывающей сдвиг слоев жидкости или газа относительно друг друга к площади слоя, по которому происходит сдвиг.
Рис.
;
коэффициент динамической вязкости – Па*с
градиент скорости в направлении координаты X
Коэффициент динамической вязкости для простоты иногда называют просто вязкостью. Величина ей обратная называется текучестью :
Кинематической вязкостью называется величина:
;
Молекулярный механизм вязкости обусловлен переходом молекул из одного слоя в соседний, движущийся с иной скоростью, что приводит к переносу от одного слоя к другому некоторого количества движения. В результате медленные слои ускоряются, а быстрые замедляются. Работа внешней силы, которая уравновешивает вязкое сопротивление и поддерживает установившееся течение, полностью переходит в теплоту. Вязкость газа не зависит от его плотности, давления т.к. при сжатии газа общее количество молекул переходящих из слоя в слой увеличивается, но каждая молекула проходит меньшее расстояние.
Сростом температуры вязкость газов увеличивается пропорционально µ~Т. Для сильно разряженных газов понятие вязкости теряет смысл.
В жидкостях, где расстояния между молекулами малы, присутствуют силы межмолекулярного взаимодействия. Молекула из одного слоя может проникнуть в соседний слой лишь при условии, что в соседнем слое имеется полость достаточная для проникновения туда молекул. Для создания таких полостей, т.е. для «разрыхления» жидкости, требуется энергия называемая энергией активации вязкого течения. Эта энергия уменьшается с ростом температуры и понижением давления, поэтому вязкость жидкостей резко снижается с повышением температуры и сильно увеличивается при высоких давлениях.
Вязкость жидкости зависит от размера молекул закономерным образом в том случае если речь идет о сходных химических соединениях. Например, в ряду углеводородов, чем больше молекулярная масса, тем больше вязкость. При смешивании двух жидкостей с разной вязкостью результирующая вязкость некая средняя величина, определяемая механическим смешением при отсутствии химического взаимодействия между этими жидкостями. При образовании новых химических соединений вязкость может очень сильно измениться. Жидкости, подчиняющиеся закону трения Ньютона, называют ньютоновскими или капельными жидкостями. Зависимость вязкости этих жидкостей от температуры обычно приводится в справочниках в виде эмпирических данных. Для чистой воды зависимость динамической вязкости от температуры определяется по формуле Пуазейля:
Па*с (t в °С)
Среди технических жидкостей вода относится к тем, которые имеют наименьшую вязкость. Несколько меньшую вязкость, чем вода имеют только эфир и спирт. Самую малую вязкость среди капельных жидкостей имеет жидкая углекислота (в 50 раз меньше воды). Такое явление как сверхтекучесть обнаружена у жидкого Не, при температуре больше 2 К вязкость равна 0. Технические масла, как правило, имеют вязкость большую чем у воды.
Для определения динамической вязкости воздуха используется формула Милликена:
Па*с
С ростом температуры динамическая вязкость воздуха растет. Динамическая вязкость других технически важных газов имеет тот же порядок что и у воздуха
СИ: - [Па *с]
-
СГС: 1П= 1
1Па*с= 10П; П – пуаз
кинематическая вязкость
В СГС 1СТ=1 =
1=1*сСт (Ст- стокс)
Кинематическая вязкость капельных жидкостей от давления практически не зависит (в инженерных расчетах пренебрегают). Кинематическая вязкость газов зависит как от температуры, так и от давления: растет с увеличением температуры и падает с увеличением давления. Кинематическая вязкость воздуха при t=20 °C и при 1 бар= Па в 15 раз больше чем у воды. Часто вязкость оценивают в условных градусах по шкале Энглера (°Э):
- время истечения чистой дистиллированной воды из специального мерного сосуда (200мл) через калиброванное отверстие
- время истечения испытуемой жидкости при тех же условиях
Для перевода условной вязкости в СГС применяется формула Убеллоде:
; (Ст)