作业-1-合肥工业大学-传递过程基础

1、1 1 第一章 习题 1.传递的方式有哪些？各自的传递条件是什么？ 2.何谓现象方程？并说明表达式中各符号的含义。 3.写出温度的随体导数，并说明其各项的含义？p35 1、传递方式有哪些？各自传递条件是什么？ 答：传递方式： （1）、扩散传递； A、分子传递：由分子的随机热运动产生； B、涡流传递：由微团的脉动引起； （2）、对流传递：由流体的宏观运动引起； 2、何谓现象方程，并说明表达式中各符号的意义？ 答：现象方程是由分子传递的三个基本定律-牛顿粘性定律、傅立叶定律和费克 定律；通过量纲分析，得到动量、热量及质量及质量通量的系统表达式，从而得出： 通量=扩散系数*浓度梯度，此即为现象方程。

2、 将课本的三个通量的表达式写出来，并解释其中字母的含义P16-17 2 第二章第二章 习习 题题 1. 某流场的速度向量可用下式表示：某流场的速度向量可用下式表示： ( , )55x yxyuij 试写出该流场随体加速度试写出该流场随体加速度向量向量 的的表达式。表达式。 D D u 2. 一不可压缩流体的流动，一不可压缩流体的流动，x方向的速度分量方向的速度分量 是是 uxax2+b，z 方向的速度分量为零，求方向的速度分量为零，求 y方方 向的速度分量向的速度分量 uy。已知。已知 y0 时，时，uy= 0。 3 第二章第二章 习习 题题 3. 对于下述各种流动，使采用适当坐标系的一般对于

3、下述各种流动，使采用适当坐标系的一般 连续性方程描述，并结合下述具体条件将一般化的连连续性方程描述，并结合下述具体条件将一般化的连 续性方程加以简化，指出简化过程的依据：续性方程加以简化，指出简化过程的依据： （1）在矩形截面管道内，可压缩流体作稳态）在矩形截面管道内，可压缩流体作稳态、一、一 维流维流动；动； （2）在平板壁面上不可压缩流体作二维流动；）在平板壁面上不可压缩流体作二维流动； （3）不可压缩流体在圆管内作轴对称轴向稳态流）不可压缩流体在圆管内作轴对称轴向稳态流 动；动； （4）不可压缩流体作球心对称的径向稳态流动。）不可压缩流体作球心对称的径向稳态流动。 4 第二章第二章 习习

4、 题题 r 4. 对于在 平面平面内的不可压缩流体的流动，内的不可压缩流体的流动， r 方向的速度分量为方向的速度分量为 试确定试确定 方向的速度分量方向的速度分量 的表达式。的表达式。 u 2 cos/ r uAr 5 第二章第二章 习习 题题 22 538= x yxyzxzuijk 0.144 Pa s 2 100N/ m yy 5某粘性流体的速度场为某粘性流体的速度场为 已知流体的动力黏度已知流体的动力黏度 =0.144Pas ，在点（在点（ 2， 4，6 ）处的法向应力）处的法向应力 yy=-100 N/m2。 ，试求该点处的压力和其它法向应力和剪应力。试求该点处的压力和其它法向应力

5、和剪应力。 6 第二章第二章 习习 题题 xa ya 2 22 1( ) 1() 4 z apxy u zaa 6. 某不可压缩流体在一无限长的正方形截面的水某不可压缩流体在一无限长的正方形截面的水 平管道中作稳态层流流动，此正方形截面的边界平管道中作稳态层流流动，此正方形截面的边界 分别为分别为 和和 。有人推荐有人推荐使用使用下下 式描述管道中的速度分布式描述管道中的速度分布 试问上述速度分布是否正确，即能否满足相关试问上述速度分布是否正确，即能否满足相关 的微分方程和边界条件。的微分方程和边界条件。 7 第三章第三章 习题习题 1. 不可压缩流体在相距为不可压缩流体在相距为 2y0 的两

6、平行平壁间作的两平行平壁间作 一维稳态层流流动。若上板以一维稳态层流流动。若上板以 u0 的速度移动的速度移动 ，下，下 板静止不动，试导出其速度分布、剪应力、体积板静止不动，试导出其速度分布、剪应力、体积 流率和平均速度的表达式。流率和平均速度的表达式。 8 2. 粘性流体沿垂直圆柱体的外粘性流体沿垂直圆柱体的外 表面以稳态的层流液膜向下流表面以稳态的层流液膜向下流 动，如本题附图所示。试求该动，如本题附图所示。试求该 流动的速度分布。该液体的密流动的速度分布。该液体的密 度和粘度分别为度和粘度分别为 和和 。 0 r o R z r 第三章第三章 习题习题 9 3. 如本题附图所示，两平行

7、的水平平板间有两层互如本题附图所示，两平行的水平平板间有两层互 不相溶的不可压缩流体，这两层流体的密度、动力不相溶的不可压缩流体，这两层流体的密度、动力 粘度和厚度分别为粘度和厚度分别为 和和为为 ，设，设 两板静止，流体在常压力梯度作用下发生层流运动，两板静止，流体在常压力梯度作用下发生层流运动， 试求流体的速度分布。试求流体的速度分布。 111 ,h 222 ,h 11 , 22 , y x o 1 h 2 h 第三章第三章 习题习题 10 4. 半径为半径为 r0 的无限长圆柱体以恒定角速度的无限长圆柱体以恒定角速度 在在 无限流体中绕自身轴作旋转运动。设流体不可压无限流体中绕自身轴作旋

8、转运动。设流体不可压 缩，试从一般柱坐标系的运动方程出发，导出本缩，试从一般柱坐标系的运动方程出发，导出本 流动问题的运动方程，并求速度分布与压力分布流动问题的运动方程，并求速度分布与压力分布 的表达式。的表达式。 第三章第三章 习题习题 11 第三章第三章 习题习题 5. 流体在两平壁间作平行稳态层流流动的速度分布，流体在两平壁间作平行稳态层流流动的速度分布， 最大流速，平均流速，压降和范宁摩擦因子的公式最大流速，平均流速，压降和范宁摩擦因子的公式 推导。（例题续）推导。（例题续） 6. 流体在圆管内作平行稳态层流流动的速度分布，流体在圆管内作平行稳态层流流动的速度分布， 最大流速，平均流速，压降和范宁摩擦因子的公式最大流速，平均流速，压降和范宁摩擦因子的公式 推导。（例