传递过程原理复习题最后

传递过程原理复习题最后《传递工程基础》复习题第一单元传递过程概论描述及其物理意义，理解其相关性。熟悉本课程的研究方法。第二单元动量传递量方程的建立。第三单元热量传递本单元主要讲述热量传递基本方式、微分能量方程。了解热量传递的一般三类边界问题的识别转换；各类传热情况的正确判别；各情况下温度随时间、地点的分布规律及传热通量。结合实际情况，探讨一些导热理论在工程实践中的应用领域。第四单元传量传递取，各种传质通量的表达。第一部分传递过程概论一、填空题：传递现象学科包括 动量 、质量 热量 三个相互密切关联的主题。化学工程学科研究两个基本问题。一是过程需要的设备。非牛顿流体包括假塑性流体，胀塑性流体，宾 汉 塑 性 流 （至少给出三种流体。ν 分子扩散系数（，ν AB性质常数，它们仅与 温度 和 组成 等因素有关。

， 压力 涡流扩散系数（E）则与流体的 性质 无关而与 湍动程度 流体在管道中的 所处位置 和 边壁糙度 等因素有关6.依据流体有无粘性，可以将流体分粘性 流体和理想 流体。用于描述涡流扩散过程传递通量计算的三个公式分别为： _、 和 。动量、热量及质量传递的两种基本方式是对流和扩散，其中，前者是指由于流体宏观流动导致的传递量的迁移，后者指由于传递量浓度梯度所致传递量的迁移。分子传递的基本定律包括牛顿粘性定律，傅立叶定律和费克定律，其数学定义式分du，du，q dt k和jD dCA。dyAdyAAB dy依据守恒原理运用微分衡算方法所导出的和对流扩散方程。傅立叶定律和费克定律称为本构方程。对设备尺度范围进行的衡算称为总衡算或宏观通过微分衡算，导出微分衡算方程，然后在传递现象所遵循的基本原理为一个过程传递的通量与描述该过程的强度性质物理量的梯15.传递现象的基本研究方法主要有三种，即理论分析方法、实验研究方法和数值计算方法。二、基本概念流体质点连续介质稳态流动、非稳态流动三、名词解释1.压力、黏度、通量2流体，非牛顿流体，非牛顿流体的几种类型？3非稳态流动4分别列出其表达式和单位四、思考题如何理解数学模型在工程实践中的作用？传递过程中，恒算有几种形式性？第二部分动量传递一、填空题1.奈维-斯托克斯方程实质上是力的衡算式，每一项代表着作用在流体质点上的力惯性力质量力、压力梯度和黏性力。四种力中，对流体动起决定作用的是惯性力和黏性力而压力是在两者之间起平衡作用。2．微分恒算得两种观点分别是 和 ，奈维斯托克斯方程得推导采用观点。粘性流体沿平板壁面流动时形成速度边界依次可形成层流，过渡流以及湍流三种边界层。并且，在湍流边界层中，在垂直主流的横向上又可区分为层流底层，过渡层以及湍流层三种边界层；相应地，各层中的传递机制分别为分子传递，分子传递和涡流传递以及分子传递和涡流传递。物理量的时间导数有三种，分别是偏导数、全导数和随体导数。流体流动时的微分质量衡算方程，亦称连续性方程，其表达式为

（u）（u）（u）或x y z 0xx (pu)0。（▽（HamiltonOperators)

ix

j kz随体导数（substantialderivative）朗日导数（Lagrangianderivative）定义式：D u。在直角坐标下的展开式为：D

u 。

xx

yy zz所表示的物理意义是流场中流体质点上的物理量（如温度）随时间和空间的变化率。流体静止时，法向应力即为流体的静压力；当9.湍流强度是表征湍流特性的一个重要参数。量纲也称因此。量纲分析法是通过对描述某弗鲁德数（Froudenumber）Fr表示为：u2FrglEu（Eulernumber）以 表示为：EuEu理意义为压力与惯性力之比。

ppu

，其物剪切应力和压差的存在导致了流动阻力的Fds和压力阻力(力Fdf。作用在流体上的外力按其作用力的性质分流体微元与其周围环境流体在界面上产生的相互作用力，本质上是一种接触力。二、基本概念1.速度势函数，平面流三、名词解释德数，欧拉数四、简答题何谓拉格郎日观点，何谓欧拉观点连续性方程所谓物理意义压缩流体。连续性方程又如何简化。推导奈维-斯托克斯方程的物理定律？流动已经充分发展”含义是什么？在什么条件下会发生充分发展的么？如何表征？试讨论由层流转变为湍流的过程。较三者之间的关系布和摩擦阻力都有影响吗？布、平均速度和最大速度的关系？何为爬流，何为势流，如何判断？现“逆向压力梯度”？是否在存在逆向压力梯度的条件下一定会发生边界层分离？为什么？试列表写出在圆管内进行动量传递、热量传（通量表示、通量、传递系数和推动力，并标明各通量、传递系数和推动力的单位。五、计算题有3中流场的速度向量表达式，1）（）u(x，y,)(x2)i(2xy（）

u(x,y,)2xi(xz)j(2x2y)k； u(x,y, ) 2xyi 2yzj 2xzk压缩流体的流动。判断以下流动是否可能是不可压缩流动 1 (1)ux2t2x2y

(2)

ux y2x2 1 uytyz

uy2xyuztxz

1 uz2tzt2流体在两块无限大平板间做一维稳态层流，试求截面上等于主体速度u 的点距壁b面的距离。又如流体在圆管内做一维稳态层流时，该点与管壁的距离为若干？（教材P71）试写出质量浓度对时间的全导数和随体导数，并由此说明全导数和随体导数的物理意义。第三部分热量传递一、填空题温度边界层的定义为 流动流体中存在温度分布的区域 ，其厚度界定tyt

s0.99 。t t0 s部热阻和表面热阻对于忽略内部热阻的导热过程，准数温度分布与时间呈

t

b e

的函数关系。律。

t t0 t

2t

为傅里叶第二导热定界层。对流传热是由流体内部各部分质点发生宏观发生在有流体流动的场合。二、基本概念导热，对流，辐射，能量方程集总热容法三、简答题1毕奥数、付立叶数、努塞尔数、普兰德数的定义式及其物理意义。之比热传导过程中能量传递机理？说明导热微分方程中各项的物理意义：t 2t' p对流传热系数的定义6.温度边界层的概念。努赛尔准数(NuBi区别。说明导热微分方程中各项的物理意义：t 2t' p付立叶数的物理意义10.普兰德数的物理意义？之间的关系试述层流边界层和湍流边界层流体与固体壁面之间的传热机理（不计自然对流的影响分析两种边界层流体与壁面之间传热机理的异同点。阐述普朗特准数、施米特准数和刘易斯准数的物理意义。试应用有关的微分方程说明“精确解”求解平板层流边界层中稳态二维流动和二维传

的步骤，并与求解对流传热系数k0 c的步骤进行对比，指出各方程和边界条件的相似之处和相异之处。BiBi→0Bi→∞各影响对流传热的因素有哪些？四、计算题0.2m0.05m的不锈钢锭，其热扩散系数2/h，热导率k=20W/(m·K)，初始温度为363K。现将钢锭放1473K的炉中加热，钢锭表面与周围环境的联合传热系数（包括对流和辐射）为W/(m·K)1073K所需的时（P162）25mm433W/(K)7849kg/m0.4609kJ/(kg·K)，钢球的初始温度均匀，为700K。400K11.361h后钢球所达到的温度（教P162）食物除了提供人体所需的营养物质外，主要是产生能量以维持必要的体温和对环境做功。考尔分数xA

0.4，uA

0.08m/s，uB

0.02m/s，则混合物摩尔平均速度为 0.044 m/s，A组分扩散速度为0.036 m/s，A 组分的总摩尔通量为 mol/m2/s，A组分的扩散摩尔通量为 mol/m2/s。6.飘流因数反映了主体流动对传质速率的影响二、基本概念1.分子传质，对流传质，主体流