流動(dòng)氣體基本知識(shí)

1、緒論緒論 流動(dòng)氣體基本知識(shí)流動(dòng)氣體基本知識(shí) 方程方程 介紹氣體動(dòng)力學(xué)的基本內(nèi)容介紹氣體動(dòng)力學(xué)的基本內(nèi)容 和流動(dòng)氣體的基本知識(shí)和流動(dòng)氣體的基本知識(shí) 流動(dòng)氣體的基本知識(shí)和連續(xù)方程流動(dòng)氣體的基本知識(shí)和連續(xù)方程連續(xù)方程的應(yīng)用連續(xù)方程的應(yīng)用 2/2211 氣體的連續(xù)介質(zhì)模型氣體的連續(xù)介質(zhì)模型一、流體質(zhì)點(diǎn)與連續(xù)介質(zhì)模型一、流體質(zhì)點(diǎn)與連續(xù)介質(zhì)模型 處于流體狀態(tài)的物質(zhì)，無(wú)論是液體還是氣處于流體狀態(tài)的物質(zhì)，無(wú)論是液體還是氣體，都是由大量不斷運(yùn)動(dòng)著的分子所組成。從體，都是由大量不斷運(yùn)動(dòng)著的分子所組成。從微觀的角度來(lái)看，流體的物理量在空間是不連微觀的角度來(lái)看，流體的物理量在空間是不連續(xù)的，這是因?yàn)榉肿又g總是存在間

2、隙，并且續(xù)的，這是因?yàn)榉肿又g總是存在間隙，并且分子內(nèi)部的質(zhì)量分布也不連續(xù)。同時(shí)，由于分分子內(nèi)部的質(zhì)量分布也不連續(xù)。同時(shí)，由于分子的隨機(jī)運(yùn)動(dòng)，又導(dǎo)致任一空間點(diǎn)上的流體物子的隨機(jī)運(yùn)動(dòng)，又導(dǎo)致任一空間點(diǎn)上的流體物理量對(duì)于時(shí)間的不連續(xù)性。理量對(duì)于時(shí)間的不連續(xù)性。 但是在氣體運(yùn)動(dòng)力學(xué)中，我們所討論的問(wèn)但是在氣體運(yùn)動(dòng)力學(xué)中，我們所討論的問(wèn)題的特征尺寸往往大于氣體的分子平均自由題的特征尺寸往往大于氣體的分子平均自由程（指程（指1個(gè)分子在連續(xù)兩次碰撞之間所通過(guò)個(gè)分子在連續(xù)兩次碰撞之間所通過(guò)的平均路程），而人們感興趣的是氣體的宏的平均路程），而人們感興趣的是氣體的宏觀特性。即大量分子的統(tǒng)計(jì)平均特性。這樣，觀特

3、性。即大量分子的統(tǒng)計(jì)平均特性。這樣，我們有理由不以分子作為研究對(duì)象，而是引我們有理由不以分子作為研究對(duì)象，而是引進(jìn)流體的連續(xù)介質(zhì)模型，并以連續(xù)介質(zhì)作為進(jìn)流體的連續(xù)介質(zhì)模型，并以連續(xù)介質(zhì)作為我們研究的對(duì)象。為了建立連續(xù)介質(zhì)模型的我們研究的對(duì)象。為了建立連續(xù)介質(zhì)模型的概念，讓我們首先觀察一個(gè)很有啟發(fā)性的試概念，讓我們首先觀察一個(gè)很有啟發(fā)性的試驗(yàn)結(jié)果。驗(yàn)結(jié)果。z)y,(x, PVmVVm/ VmVm /如圖如圖211a所示，取包含所示，取包含點(diǎn)的微元點(diǎn)的微元。在此體積中的流體質(zhì)量為。體積 中的中的 流體平均密度為流體平均密度為 。我們繞P點(diǎn)取大小不同的，測(cè)出其中質(zhì)量，測(cè)出其中質(zhì)量，計(jì)算出其中平均密度

4、，計(jì)算出其中平均密度。實(shí)測(cè)結(jié)果如圖。實(shí)測(cè)結(jié)果如圖211b所示。所示。VVVVVVVVVm /在包含在包含P點(diǎn)的微元體積點(diǎn)的微元體積向向 逐漸收縮逐漸收縮的過(guò)程中，其平均密度逐漸趨于一個(gè)確定的極的過(guò)程中，其平均密度逐漸趨于一個(gè)確定的極限值，而且當(dāng)體積限值，而且當(dāng)體積 繼續(xù)收縮時(shí)其平均密度繼續(xù)收縮時(shí)其平均密度不再變化。此時(shí)分子的個(gè)性并未顯示出來(lái)。只不再變化。此時(shí)分子的個(gè)性并未顯示出來(lái)。只有當(dāng)體積有當(dāng)體積收縮到比收縮到比更小時(shí)，此時(shí)更小時(shí)，此時(shí)中的分于數(shù)已減少到這樣程度，隨機(jī)進(jìn)入和飛中的分于數(shù)已減少到這樣程度，隨機(jī)進(jìn)入和飛出此體積的分子數(shù)不能隨時(shí)平衡，因此體積出此體積的分子數(shù)不能隨時(shí)平衡，因此體積中

5、的分子數(shù)也將隨機(jī)波動(dòng)，從而引起體中的分子數(shù)也將隨機(jī)波動(dòng)，從而引起體積積內(nèi)流體平均密度的隨機(jī)波動(dòng)，這時(shí)流體表現(xiàn)出內(nèi)流體平均密度的隨機(jī)波動(dòng)，這時(shí)流體表現(xiàn)出分子的個(gè)性，比值分子的個(gè)性，比值 不再具有明確的肯不再具有明確的肯定數(shù)值，如圖定數(shù)值，如圖211b中波動(dòng)曲線所示。中波動(dòng)曲線所示。 VV由此可見(jiàn)，由此可見(jiàn)， 是一種特征體積，從宏觀是一種特征體積，從宏觀上看，它的幾何尺寸與研究的工程問(wèn)題中物體上看，它的幾何尺寸與研究的工程問(wèn)題中物體尺寸相比要小得多，但從微觀上看，它又包含尺寸相比要小得多，但從微觀上看，它又包含有足夠多的分子數(shù)目，從而使統(tǒng)計(jì)平均值有足夠多的分子數(shù)目，從而使統(tǒng)計(jì)平均值 有有確切的意義

6、。我們把微元體積確切的意義。我們把微元體積 中的所有流體分中的所有流體分子的總體稱作流體質(zhì)點(diǎn)。利用流體質(zhì)點(diǎn)這個(gè)概念，子的總體稱作流體質(zhì)點(diǎn)。利用流體質(zhì)點(diǎn)這個(gè)概念，可以得出流體連續(xù)介質(zhì)模型的定義：流體是由連可以得出流體連續(xù)介質(zhì)模型的定義：流體是由連續(xù)分布的流體質(zhì)點(diǎn)所組成。續(xù)分布的流體質(zhì)點(diǎn)所組成。 流體既被看成是連續(xù)介質(zhì)，則反映宏觀流體既被看成是連續(xù)介質(zhì)，則反映宏觀流體的各種物理量，就都是空間坐標(biāo)的連續(xù)流體的各種物理量，就都是空間坐標(biāo)的連續(xù)函數(shù)。因此，在以后的討論中都可以引用連函數(shù)。因此，在以后的討論中都可以引用連續(xù)函數(shù)的解析方法，來(lái)研究氣體處于平衡和續(xù)函數(shù)的解析方法，來(lái)研究氣體處于平衡和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下

7、的有關(guān)物理參數(shù)之間的數(shù)量關(guān)系。運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的有關(guān)物理參數(shù)之間的數(shù)量關(guān)系。但是當(dāng)我們所研究的問(wèn)題的特征尺寸接近或但是當(dāng)我們所研究的問(wèn)題的特征尺寸接近或小于質(zhì)點(diǎn)的特征尺寸時(shí)連續(xù)介質(zhì)的模型將不小于質(zhì)點(diǎn)的特征尺寸時(shí)連續(xù)介質(zhì)的模型將不再適用?？梢?jiàn)流體的連續(xù)介質(zhì)模型是一個(gè)具再適用?？梢?jiàn)流體的連續(xù)介質(zhì)模型是一個(gè)具有相對(duì)意義的概念。有相對(duì)意義的概念。 二、氣體物理量二、氣體物理量 根據(jù)連續(xù)介質(zhì)模型，氣體中每一點(diǎn)都被相根據(jù)連續(xù)介質(zhì)模型，氣體中每一點(diǎn)都被相應(yīng)的氣體質(zhì)點(diǎn)所占據(jù)。所謂空間任意點(diǎn)上的氣應(yīng)的氣體質(zhì)點(diǎn)所占據(jù)。所謂空間任意點(diǎn)上的氣體物理量體物理量(如密度、速度、壓強(qiáng)等如密度、速度、壓強(qiáng)等)就是指位于就是指位于該

8、點(diǎn)上氣體質(zhì)點(diǎn)的物理量。該點(diǎn)上氣體質(zhì)點(diǎn)的物理量。 (一一)氣體中一點(diǎn)處的密度和速度氣體中一點(diǎn)處的密度和速度 根據(jù)連續(xù)介質(zhì)的概念，密度的數(shù)學(xué)定義為根據(jù)連續(xù)介質(zhì)的概念，密度的數(shù)學(xué)定義為 VmVlim0（211） 所以，所以，密度就是單位體積內(nèi)所含的質(zhì)量密度就是單位體積內(nèi)所含的質(zhì)量。 在任意時(shí)刻，空間任意點(diǎn)上的氣體質(zhì)點(diǎn)的在任意時(shí)刻，空間任意點(diǎn)上的氣體質(zhì)點(diǎn)的密度都具有確定的數(shù)值，因此密度是坐標(biāo)點(diǎn)密度都具有確定的數(shù)值，因此密度是坐標(biāo)點(diǎn) z), y,(x及時(shí)間及時(shí)間t的函數(shù)。的函數(shù)。),(tzyxt)z,y,V(x,V z)y,(x,Vz,Vy,Vx令令V表示一點(diǎn)處氣體運(yùn)動(dòng)速度，是指給定瞬間通表示一點(diǎn)處氣體

9、運(yùn)動(dòng)速度，是指給定瞬間通過(guò)該點(diǎn)的氣體質(zhì)點(diǎn)的瞬時(shí)速度，類似于密度，過(guò)該點(diǎn)的氣體質(zhì)點(diǎn)的瞬時(shí)速度，類似于密度，它也是連續(xù)函數(shù)它也是連續(xù)函數(shù) 速度速度V是個(gè)矢量，是個(gè)矢量，它在空間坐標(biāo)它在空間坐標(biāo)方向上的三個(gè)分量分別為方向上的三個(gè)分量分別為。 同理，也可以建立連續(xù)介質(zhì)中一點(diǎn)處的比容同理，也可以建立連續(xù)介質(zhì)中一點(diǎn)處的比容v，比重，比重r和溫度的概念。和溫度的概念。 (二二)氣體中一點(diǎn)處的壓強(qiáng)氣體中一點(diǎn)處的壓強(qiáng) APT 一個(gè)受力的固體元件，在內(nèi)部任意切出一一個(gè)受力的固體元件，在內(nèi)部任意切出一個(gè)剖面，在這個(gè)剖面上，一般既有法向力又有個(gè)剖面，在這個(gè)剖面上，一般既有法向力又有切向力。同樣，在流動(dòng)著的氣體內(nèi)部任意

10、取出切向力。同樣，在流動(dòng)著的氣體內(nèi)部任意取出一個(gè)面積為一個(gè)面積為 的剖面來(lái)看，剖面上一般也有法的剖面來(lái)看，剖面上一般也有法向力向力和切向力和切向力 ，如圖，如圖212所示。這所示。這里切向力完全是由粘性產(chǎn)生的，而氣體的粘性里切向力完全是由粘性產(chǎn)生的，而氣體的粘性又只有在流動(dòng)時(shí)才會(huì)表現(xiàn)出來(lái)。法向力總是有又只有在流動(dòng)時(shí)才會(huì)表現(xiàn)出來(lái)。法向力總是有的，不論氣體是靜止還是流動(dòng)的。的，不論氣體是靜止還是流動(dòng)的。 法向應(yīng)力定義為法向應(yīng)力定義為 APpAlim0 氣體中的法向應(yīng)力，即垂直作用在單位表氣體中的法向應(yīng)力，即垂直作用在單位表面面積上的力稱為壓強(qiáng)，面面積上的力稱為壓強(qiáng)，(或又叫壓力或又叫壓力)壓強(qiáng)以壓

11、強(qiáng)以壓迫力（箭頭指向氣體中某點(diǎn)壓迫力（箭頭指向氣體中某點(diǎn))為正，吸引力為為正，吸引力為負(fù)。負(fù)。根據(jù)連續(xù)介質(zhì)模型，它也是連續(xù)函數(shù)根據(jù)連續(xù)介質(zhì)模型，它也是連續(xù)函數(shù) t)z,y,p(x,p 切向應(yīng)力的定義是切向應(yīng)力的定義是 ATFlim0氣體中切向應(yīng)力氣體中切向應(yīng)力 叫做摩擦應(yīng)力。在靜止氣叫做摩擦應(yīng)力。在靜止氣體中，不存在粘性摩擦應(yīng)力體中，不存在粘性摩擦應(yīng)力 。有些運(yùn)動(dòng)著的氣。有些運(yùn)動(dòng)著的氣體的粘性摩擦應(yīng)力體的粘性摩擦應(yīng)力 ，也很小，可以忽略不計(jì)，也很小，可以忽略不計(jì)，這種忽略粘性應(yīng)力的氣體叫做理想氣體，在理想這種忽略粘性應(yīng)力的氣體叫做理想氣體，在理想氣體中任一點(diǎn)的壓強(qiáng)大小與方位無(wú)關(guān)，即氣體從氣體中

12、任一點(diǎn)的壓強(qiáng)大小與方位無(wú)關(guān)，即氣體從任一方向壓向該點(diǎn)的壓強(qiáng)在數(shù)值上是一樣的。任一方向壓向該點(diǎn)的壓強(qiáng)在數(shù)值上是一樣的。 12 氣體的基本屬性氣體的基本屬性 在氣體的基本屬性中，與氣體流動(dòng)有關(guān)韻是熱在氣體的基本屬性中，與氣體流動(dòng)有關(guān)韻是熱力學(xué)屬性力學(xué)屬性(已在工程熱力學(xué)中闡明已在工程熱力學(xué)中闡明)和氣體的壓縮和氣體的壓縮性，粘性和導(dǎo)熱性。性，粘性和導(dǎo)熱性。一、氣體的壓縮性一、氣體的壓縮性 氣體的密度隨著壓力或溫度的變化而變化的氣體的密度隨著壓力或溫度的變化而變化的物理性質(zhì)，叫做氣體的壓縮性。物理性質(zhì)，叫做氣體的壓縮性。 ddp/ddp/ddp/ddp/ 流動(dòng)的氣體，由于速度的變化，會(huì)引起壓力流動(dòng)的

13、氣體，由于速度的變化，會(huì)引起壓力或溫度相應(yīng)的變化，從而使密度發(fā)生變化。氣體或溫度相應(yīng)的變化，從而使密度發(fā)生變化。氣體密度的變化又會(huì)影響氣體的流動(dòng)。因此，這里所密度的變化又會(huì)影響氣體的流動(dòng)。因此，這里所說(shuō)的氣體可壓縮性，不是指靜止氣體在外加壓力說(shuō)的氣體可壓縮性，不是指靜止氣體在外加壓力作用下的壓縮性，而是指氣體在流動(dòng)過(guò)程中由于作用下的壓縮性，而是指氣體在流動(dòng)過(guò)程中由于本身的壓力變化所引起的密度變化。通常我們用本身的壓力變化所引起的密度變化。通常我們用卻卻 這個(gè)量來(lái)衡量氣體壓縮性的大小。顯然，這個(gè)量來(lái)衡量氣體壓縮性的大小。顯然，改變單位密度所需壓力改變量越大，即卻改變單位密度所需壓力改變量越大，即

14、卻，說(shuō)明氣體難壓縮或壓縮性小；反之，說(shuō)明氣體難壓縮或壓縮性?。环粗?， 小，說(shuō)明氣體易壓縮或壓縮性大。以后會(huì)小，說(shuō)明氣體易壓縮或壓縮性大。以后會(huì)證明，證明， 等于音速的平方，所以壓縮性與音速等于音速的平方，所以壓縮性與音速 有直接關(guān)系。有直接關(guān)系。 壓縮性對(duì)流動(dòng)氣體的影響通常用馬赫數(shù)壓縮性對(duì)流動(dòng)氣體的影響通常用馬赫數(shù)M表示，表示，定義如下定義如下aCM 其中其中C為局部氣體速度，為局部氣體速度， 為局部音速。為局部音速。a3). 0(M 3). 0(M 計(jì)算表明，氣體低速流動(dòng)時(shí)計(jì)算表明，氣體低速流動(dòng)時(shí) ，由于，由于氣流速度變化而引起的氣體密度相對(duì)變化量很小，氣流速度變化而引起的氣體密度相對(duì)變化量

15、很小，在此情況下，可以近似地假定氣體的密度是不變?cè)诖饲闆r下，可以近似地假定氣體的密度是不變的。當(dāng)氣體以高速流動(dòng)時(shí)的。當(dāng)氣體以高速流動(dòng)時(shí) 就必須考就必須考慮壓縮性影響了。慮壓縮性影響了。 二、氣體的粘性二、氣體的粘性 CoyC 氣體流動(dòng)時(shí)，由于氣體與固體壁面的附著力氣體流動(dòng)時(shí)，由于氣體與固體壁面的附著力和氣體本身之間的分子運(yùn)動(dòng)和內(nèi)聚力，使氣體各和氣體本身之間的分子運(yùn)動(dòng)和內(nèi)聚力，使氣體各處的速度產(chǎn)生差異。例如假設(shè)有一股平直均勻氣處的速度產(chǎn)生差異。例如假設(shè)有一股平直均勻氣流，以速度流，以速度 流過(guò)平板，如圖流過(guò)平板，如圖213所示。測(cè)所示。測(cè)量子板表面附近各層氣體的流速，就會(huì)發(fā)現(xiàn)：量子板表面附近各層

16、氣體的流速，就會(huì)發(fā)現(xiàn)：緊貼平板的那層氣體流速降低為零；沿平板的緊貼平板的那層氣體流速降低為零；沿平板的法線法線 方向向外，氣流速度逐漸增大，直到離開(kāi)平方向向外，氣流速度逐漸增大，直到離開(kāi)平板一段距離板一段距離后，速度才和原來(lái)氣流速度后，速度才和原來(lái)氣流速度 。沒(méi)。沒(méi)有顯著的差別。速度沿平板法線方向的這種變化，有顯著的差別。速度沿平板法線方向的這種變化，正是氣體粘性的表現(xiàn)。正是氣體粘性的表現(xiàn)。運(yùn)動(dòng)較快的流層可以帶動(dòng)較慢的流層，反之運(yùn)運(yùn)動(dòng)較快的流層可以帶動(dòng)較慢的流層，反之運(yùn)動(dòng)較慢的流層則又阻滯運(yùn)動(dòng)啊動(dòng)較慢的流層則又阻滯運(yùn)動(dòng)啊 較快的流層，不較快的流層，不同速度流層之間相互制約，產(chǎn)生類似固體摩擦同速

17、度流層之間相互制約，產(chǎn)生類似固體摩擦過(guò)程的力。稱為內(nèi)摩擦力。過(guò)程的力。稱為內(nèi)摩擦力。氣體流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生內(nèi)氣體流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生內(nèi)摩擦力的這種性質(zhì)叫做氣體的粘性摩擦力的這種性質(zhì)叫做氣體的粘性。 根據(jù)牛頓內(nèi)摩擦定律，流體在運(yùn)動(dòng)時(shí)，內(nèi)摩根據(jù)牛頓內(nèi)摩擦定律，流體在運(yùn)動(dòng)時(shí)，內(nèi)摩擦力擦力F與流體速度沿法線方向的變化率與流體速度沿法線方向的變化率(速度梯度速度梯度)成比，與接觸面積成比，與接觸面積A成正比，與流體的性質(zhì)成正比，與流體的性質(zhì)(粘性粘性)有關(guān)而與流體內(nèi)的壓強(qiáng)無(wú)關(guān)，它的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：有關(guān)而與流體內(nèi)的壓強(qiáng)無(wú)關(guān)，它的數(shù)學(xué)表達(dá)式為： AdydCF 內(nèi)摩擦力內(nèi)摩擦力F除以接觸面積除以接觸面積A，即得氣體內(nèi)的切應(yīng)，即得

18、氣體內(nèi)的切應(yīng)力力dydCAF2/mAN dC/dydC/dy0這里這里 是表征氣體粘性的比例系數(shù)，稱為粘度或是表征氣體粘性的比例系數(shù)，稱為粘度或粘性系數(shù)。在國(guó)際單位制中，粘度的單位是粘性系數(shù)。在國(guó)際單位制中，粘度的單位是。不同的流體介質(zhì)的。不同的流體介質(zhì)的 值各不相同，值各不相同，同一介質(zhì)的同一介質(zhì)的 值隨溫度而變化。這里特別需要指值隨溫度而變化。這里特別需要指 出的是，粘度出的是，粘度 是反映流體本身的固有特性的系是反映流體本身的固有特性的系數(shù)；而摩擦應(yīng)力數(shù)；而摩擦應(yīng)力則取決于粘度則取決于粘度 和當(dāng)?shù)氐乃俣群彤?dāng)?shù)氐乃俣忍荻忍荻取Ｎ覀兯f(shuō)的理想流體，是指。我們所說(shuō)的理想流體，是指和和都小因而都

19、小因而的流體，不是指流體的粘度的流體，不是指流體的粘度等于零。等于零。 現(xiàn)在我們分析氣流各層之間的摩擦力的本質(zhì)?，F(xiàn)在我們分析氣流各層之間的摩擦力的本質(zhì)。由物理學(xué)知道，不論氣體是處于靜止?fàn)顟B(tài)還是處由物理學(xué)知道，不論氣體是處于靜止?fàn)顟B(tài)還是處于運(yùn)對(duì)狀態(tài)，氣體的分子總是不停地進(jìn)行著不規(guī)于運(yùn)對(duì)狀態(tài)，氣體的分子總是不停地進(jìn)行著不規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)，這種熱運(yùn)動(dòng)使不同流層中的氣體質(zhì)則的熱運(yùn)動(dòng)，這種熱運(yùn)動(dòng)使不同流層中的氣體質(zhì)量進(jìn)行交換，而如果各層氣流的速度不相等的話，量進(jìn)行交換，而如果各層氣流的速度不相等的話，相鄰兩層中的氣體分于的動(dòng)量必然不相同，因而相鄰兩層中的氣體分于的動(dòng)量必然不相同，因而就有動(dòng)量交換。單位時(shí)間時(shí)

20、通過(guò)相鄰兩層的分界就有動(dòng)量交換。單位時(shí)間時(shí)通過(guò)相鄰兩層的分界面單位面積上的動(dòng)量交換便是摩擦應(yīng)力面單位面積上的動(dòng)量交換便是摩擦應(yīng)力 。如果流體不是一層一層地流動(dòng)。如果流體不是一層一層地流動(dòng)(稱為層流稱為層流)而而是紊亂地流動(dòng)是紊亂地流動(dòng)(稱為紊流稱為紊流)，則相鄰兩層不僅有分，則相鄰兩層不僅有分子運(yùn)動(dòng)帶來(lái)的動(dòng)量交換，子運(yùn)動(dòng)帶來(lái)的動(dòng)量交換，而且又由于流體的微團(tuán)的亂動(dòng)帶來(lái)的動(dòng)量交換，而且又由于流體的微團(tuán)的亂動(dòng)帶來(lái)的動(dòng)量交換，后者比前者大得多，所以紊流比層流的摩擦阻力后者比前者大得多，所以紊流比層流的摩擦阻力大得多。大得多。 在許多氣體動(dòng)力學(xué)問(wèn)題里，粘性力與慣性力在許多氣體動(dòng)力學(xué)問(wèn)題里，粘性力與慣性力

21、同時(shí)存在，往往把同時(shí)存在，往往把和和寫成組合參數(shù)寫成組合參數(shù) ，并，并以符號(hào)表示以符號(hào)表示 即即 v 稱為運(yùn)動(dòng)粘度。而與此相對(duì)應(yīng)，把稱為運(yùn)動(dòng)粘度。而與此相對(duì)應(yīng)，把 稱為動(dòng)力稱為動(dòng)力粘度。粘度。vv三、氣體的導(dǎo)熱性三、氣體的導(dǎo)熱性 同固體傳熱類似，氣體中溫度不均勻的地方，同固體傳熱類似，氣體中溫度不均勻的地方，也會(huì)出現(xiàn)熱傳導(dǎo)現(xiàn)象。單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)垂直于也會(huì)出現(xiàn)熱傳導(dǎo)現(xiàn)象。單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)垂直于n方向的單位面積所傳遞的熱量方向的單位面積所傳遞的熱量q按傅立葉導(dǎo)熱定按傅立葉導(dǎo)熱定律確定為律確定為nTqnT為氣體的導(dǎo)熱系數(shù)，為氣體的導(dǎo)熱系數(shù)， 為溫度梯度。負(fù)為溫度梯度。負(fù)號(hào)表示熱量的傳遞方向永遠(yuǎn)氣溫度梯度的方向號(hào)表示熱量的傳遞方向永遠(yuǎn)氣溫度梯度的方向相反。相反。式中式中 21 連續(xù)方程連續(xù)方程 連續(xù)方程是質(zhì)量守恒定律應(yīng)用于流動(dòng)氣體所連續(xù)方程是質(zhì)量守恒定律應(yīng)用于流動(dòng)氣體所得到的關(guān)系式得到的關(guān)系式。質(zhì)量守恒定律在一維定常管流質(zhì)量守恒定律在一維定常管流中的具體形式就是流過(guò)任何截面的流量是相等中的具體形式就是流過(guò)任何截面的流量是相等的的。 設(shè)有一維定常管流，如圖設(shè)有一維定常管流，如圖221所示。在流所示。在流管中任取垂直于管軸的截面管中任取垂直于管軸的截面11和和22，設(shè)截面，設(shè)截面11的管截面積是的管截面積是 1A，流速是，流速是 1C，密度是，密度是 1 ;截截面面