简答题
一 传递微分衡算方程 1 质量微分衡算方程C.E. a.组元质量衡算方程 1）积分形式
(
)
dV r S d j U dV
+
+-=∂γγγγρρ
.
2）微分形式
()
γγγγρρr j u D D +∙∇+∙∇-=
t
（质量基准） γγγγγR M j u c D Dc +⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛∙∇+∙∇-=
t （摩尔基准）组元微分衡算方程C.E.A 积存项 净入率（对流和扩散） 生成率
3）简化 稳态：
0t
=∂∂γρ 恒密度：0u =∙∇
无化变：0r =γ
静止流体或固体：0u =
b.溶液（全组元）质量衡算---连续性方程C.E. 1） 积分形式
0t =⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛∙∇+∂∂dV u ρρ
2） 微分形式
00t
=∙∇+∂∂=∙∇+u t
u D D ρρ
ρρ
3） 简化
恒密度流体，const =ρ
0=∂∂=∙∇i
i
x u u
c.全组元微分质量衡算方程也可表示为以下形式
表达式一：()()()0=∂∂+∂∂+∂∂+∂∂θρρρρz u y u x u z y x 表达式二：()0
=∇+∂∂u ρθρ
表达式三：0=+
⋅∇θρ
ρD D u
①稳态流动：
0=∂∂θ
ρ
()()()0=∂∂+∂∂+∂∂z u y u x u z y x ρρρ
②不可压缩流体：ρ是常数
0=∂∂+∂∂+∂∂z u y u x u z
y x
0=⋅∇u
2 组元微分衡算方程
C.E.A
上面已讨论过
3 能量微分衡算方程 1） 比能形式：
u g q u p u Dt
D ∙+∙∇-⎥⎦⎤⎢⎣⎡∙⎪⎭⎫ ⎝⎛+-∙∇=⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛+ρτδερ
'22 内能动能对流 表面力输入 内动能扩散 体积力输入
净输入率 流动功率 净输入率 流动功率 2） 温度形式E.E.：
p
m c r h T u T t T ραγγγ12
=∑
-∇∙-∇=∂∂ 积存 导热 对流热 反应热
3） 简化：
对于固体或静止流体，且无化学变化
T t T c p
2∇=∂∂λρ 或T T
2t
∇=∂∂α 傅里叶第二定律 4动量衡算方程
1） 积分形式
()()
dV
g dS u u n dV u v S V
γγγ
ρπρρ
⎰⎰⎰∑++∙-=∂∂t
动量积分率 动量净输入率（面力） 动量净输出率（体力） 2） 微分形式（以速度表示）奈维-斯托克方程
i k
k
i j i i i g x u x x u x p Dt D γγρμμρ∑+⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛∂∂∂∂+∂∂+∂∂-=3u 22 3） 简化
恒物性：const =ρ
i j
i i g x u p Dt D ρμρ+∂∂+∂∂-=2
2i x u
4）N-S 矢量式
g u p
Dt
D
+∇+∇-
=2
u
υρ
惯性力 压力 粘性力 质量力
二 理想流体流动分析
三 边界层
1、平壁间不可压缩流体稳态层流：
⎥⎥⎦⎤
⎢⎢⎣⎡⎪
⎪⎭⎫ ⎝⎛-=20max 1y y u u x ，max
32u u b =
圆管中不可压缩流体的轴向稳态层流：
⎥⎥⎦⎤
⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛-=2
max 1i x r
r u u ，max 21u
u b =
2、流体在平板间流动
流体在圆管内流动
速度边界层的定义：在壁面附近区域，存在着一薄的流体层。
在该层流体中，与流动相垂直方向上的速度梯度很大。
这样的一层流体称为边界层。
3、对于平板壁面
（1）边界层的形成：一流体以u0流到平板前缘时，紧贴壁面的流体停滞不动，流速为零，从而在垂直于流动的方向上建立起一个速度梯度。
与此速度梯度相应的剪应力将促使靠近壁面的一层流体的流速减慢，开始形成边界层。
（2）边界层的发展：随着流体沿平板的向前流动，边界层在壁面上逐渐加厚。
在平板前部的一段距离内，边界层的厚度较小，流体维持层流流动，相应的边界层称为层流边界层。
经过这段距离后，边界层中的流动型态由层流经一过渡区逐渐转为湍流，此时的边界层称为湍流边界层。
4、湍流边界层包括：层流内层（层流底层），缓冲层（过渡层），湍流边界层
对于圆管
（1）边界层的形成与发展：一粘性流体以流速u0流进水平圆管时，由于流体的粘性作用在管壁处形成边界层并逐渐加厚。
在距管进口的某一段距离处，边界层在管中心汇合，此后便占据管的全部截面，边界层厚度即维持不变。
（2）管内流动两个区域：一是边界层汇合以前的区域，称之为进口段流动；另一是边界层汇合以后的流动，称为充分发展的流动。
（3）边界层的两种情形：（i）u0较小，层流边界层→充分发展的层流流动；（ii）u0较大，层流内层→缓冲层→充分发展的湍流主体；
5、边界层的分离
（1）现象：当一粘性流体流过曲面物体，物体表面曲率较大时，边界层与固体壁面相脱离。
（2）后果：壁面附件的流体发生倒流并产生漩涡，导致流体能量的大量损失。
（3）必要条件：物面附件的流动区域中存在逆压梯度，dp/dx > 0，压力沿流动方向递增，而流速递减。
此区域称为逆压区。
；流体的粘性。
（4）发生场合：流体流经管件、阀门、管路突然扩大与突然缩小以及管路的进出口等局部地方。
四 湍流
1、 湍流的特点：（1）质点的脉动；（2）湍流流动阻力远远大于层流流动阻力；（3）质点高
频脉动和混合，使在流动垂直的方向上，流体速度分布较层流均匀。
2、 湍流的起因（必要条件）：（1）漩涡的形成；（2）漩涡形成后脱离原来的流层或流束进
入临近的流层或流束； 3、 湍流的表征 时均量和脉动量 时均速度 ()x t u
, 速度的平均值，稳态湍流是指时均值不随时间变化
脉动速度 ()x t u
,' 因脉动高于或者低于时均速度的部分 总速度
()()()x t u x t u x t u
,,,'+=
五方程简化
六各种传递现象。