2022年传递过程原理复习题最后 .docx

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1、精品_精品资料_传递工程基础复习题第一单元 传递过程概论本单元主要叙述动量、 热量与质量传递的类似性以及传递过程课程的内容及争论方法. 把握化工过程中的动量传递、 热量传递和质量传递的类似性, 明白三种传递过程在化工中的应用, 把握牛顿粘性定律、 付立叶定律和费克定律描述及其物理意义,懂得其相关性.熟识本课程的争论方法.其次单元 动量传递本单元主要叙述连续性方程、 运动方程. 把握动量传递的基本概念、 基本方式.懂得两种方程的推导过程, 把握不同条件下方程的分析和简化. 熟识平壁间的稳态层流、圆管内与套管环隙中的稳态层流流淌情形下连续性方程和奈维斯 托克斯方程的简化, 把握流函数和势函数的定义

2、及表达式.把握边界层的基本概念.沿板、沿管流淌边界层的进展趋势和规律.边界层微分和积分动量方程的建立.第三单元 热量传递本单元主要叙述热量传递基本方式、 微分能量方程. 明白热量传递的一般过程和特点,进一步熟识能量方程.把握稳态、非稳态热传导两类问题的处理.对一维导热问题的数学分析方法求解. 多维导热问题数值解法或其他处理方法. 三类边界问题的识别转换. 各类传热忱形的正确判别. 各情形下温度随时间、 的点的分布规律及传热通量. 结合实际情形, 探讨一些导热理论在工程实践中的应用领域.第四单元 传量传递本单元主要介绍传质的基本方式、 传质方程、 对流传质系数. 稳固浓度边界层的层流近似解. 三

3、传类比. 相际传质模型. 把握传质过程的分子扩散和对流传质的机理. 固体中的分子扩散. 对流相际传质模型. 熟识分子扩散微分方程和对流传质方程.传质边界层概念.沿板、沿管的浓度分布,传质系数的求取,各种 传质通量的表达.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_第一部分传递过程概论一、填空题：2. 化学工程学科争论两个基本问题.一是过程的平稳、限度.二是过程的速率以及实现工程所需要的设备.3. 非 牛 顿 流 体 包 括 假 塑 性 流 体 , 胀 塑 性 流 体 , 宾 汉 塑 性 流 体至少给出三种流体 .4分子扩散系数, , DAB 是物质的物理性质常数,它们仅与 温度 , 压力

4、和 组成 等因素有关.5.涡流扩散系数 E就与流体的 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,可以将流体分为 粘性流体和抱负流体.7.用于描述涡流扩散过程传递通量运算的三个公式分别为： . _、 和8.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淌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.9.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,其数学定义式分别为dudy,qAdtkdy和jADABdC Ady.10. 依据守恒原理运用微分衡算方法所导出的变化方程包括连续性方程

5、、能量方程、运动方程和对流扩散方程.11.描述分子传递的现象方程及牛顿粘性定律、傅立叶定律和费克定律称为本构方程.1. 传递现象学科包括动量、 质量和热量三个相互亲密关联的主题.12. 依据质量守恒、能量守恒和动量守恒原理,对设备尺度范畴进行的衡算称为总衡算或宏观衡算.对流体微团尺度范畴进行的衡算称为微分衡算或微观衡算.13. 通过微分衡算,导出微分衡算方程,然后在特定的边界和初始条件下通过梳懂得析方法, 将微分方程求解, 才能得到描述流体流淌系统中每一点的有关物理量随空间位置和时间的变化规律.14. 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度成正比,传递的

6、方向为该物理量下降的方向.15. 传递现象的基本争论方法主要有三种,即理论分析方法、试验争论方法和数值运算方法.二、基本概念1. 流体质点2. 连续介质3. 稳态流淌、非稳态流淌三、名词说明1.压力、黏度、通量2 不行压缩流体, 可压缩流体, 粘性流体, 抱负流体, 非牛顿流体, 非牛顿流体的几种类型？可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_3 动量浓度,热量浓度,质量浓度,稳态流淌,非稳态流淌4 热量扩散系数,动量扩散系数,质量扩散系数.分别列出其表达式和单位四、摸索题1. 如何懂得数学模型在工程实践中的作用？2. 传递过程中,恒算有几种形式3. 动量传递,热量传递和质量传递有哪些类

7、似性？其次部分动量传递一、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,对流体流淌起打算作用的是惯性力和黏性力,而压力是在两者之间起平稳作用.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纳观点.3. 粘性流体沿平板壁面流淌时形成速度边界层,其时,在主流方向上,边界层厚度逐步增厚,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. 相应的,各层中的传递机制分别为 分子传递 , 分子传递

8、和涡流传递 以及 分子传递和涡流传递 .4. 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.5. 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 为可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_（ ux）（ uy）（ uz）0 或 pu 0 .可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_xyz6. 哈 密 尔 顿 算 子 算 子 HamiltonOperators在 直 角 坐 标 下 的 展 开 式 为 ：x iy jz k7. 随体导数 substantial derivative 亦称拉格朗日导数Lagrangi

9、an derivative 其定义式为可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_定义式： DDu.在直角坐标下的绽开式为：Duuuxyz.Dxyz可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_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.8. 流体静止时,法向应力即为流体的静压力.当流体流淌时,法向应力由两部分组成：其一是流体的压力, 它使流体微元承担压缩,发生体积形变. 其二由流体的黏性作用引起,它使流体微元在法线方向上承担拉伸或压缩,发生线性形变.9. 湍流强度是表征湍流特性的一个重要参数.10. 量纲也称因此.量纲分析法是通过对描述某一过程或现象的物理量进

10、行量纲分析,将物理量组合为无量纲变量,然后借助试验数据建立这些无量纲变量间的关系式.u 2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_11. 弗鲁德数 Froude number以 Fr 表示为： Fr,其物理意义为惯性力与重力之比.gl可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_欧拉数 Euler number 以 Eu 表示为：Euppu 2,其物理意义为压力与惯性力之比.12. 剪切应力和压差的存在导致了流淌阻力的产生,阻力 Fdf .分别称为 摩擦阻力 Fds 和压力阻力 形体13. 作用在流体上的外力按其作用力的性质分为体积力与外表力两类.体积力亦称质量力,它本质上是一种非接

11、触力.外表力亦称机械力, 为流体微元与其四周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. 随体导数,剪应力,曳力,范宁摩擦因数f,速度势函数,平面流三、名词说明爬流,势流,抱负流体、旋度,湍流强度,弗鲁德数,欧拉数四、简答题1 何谓拉格郎日观点,何谓欧拉观点2 连续性方程所谓物理意义3 对稳态流淌,连续性方程如何简化,对于不行压缩流体.连续性方程又如何简化.4 推导奈维 -斯托克斯方程的物理定律？5 流体在圆管中流淌时,“流淌已经充分进展”的含义是什么？在什么条件下会发生充分进展的层流,又在什么条件下会发生充分进展的湍流？6 湍流与层流有何不同？湍流的主要特点是什么？

12、如何表征？试争论由层流转变为湍流的过程.7 分别说明瞬时量,时均量和脉动量的意义,比较三者之间的关系8 无论层流仍是湍流流淌,管壁粗糙度对速度分布和摩擦阻力都有影响吗？9 试比较管内层流流淌和湍流流淌时,速度分布、平均速度和最大速度的关系？10 何为爬流,何为势流,如何判定？11. 当流体绕过物体运动时,在什么情形下会显现“逆向压力梯度 ”？是否在存在逆向压力梯度的条件下肯定会发生边界层别离？为什么？12. 试列表写出在圆管内进行动量传递、热量传递与质量传递时三者相类似的传递速率方程以通量表示 、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、运算题可编辑资料 - - - 欢

13、迎下载精品_精品资料_1. 有 3中流 场的 速度向 量表达 式, 1 ux,y,x22 i2xy j . 2 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_u x, y,2 xi xz j2 x2 yk.3u x, y,2 xyi2 yzj2 xzk .试判定哪可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_种流场为不行压缩流体的流淌.2. 判定以下流淌是否可能是不行压缩流淌xu1 y 2x2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_uz1ux2tu yt2x2 y yz21 2xy可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_uyu

14、ztxz12tz t 2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_3. 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ub 的点距壁面的距离. 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假设干？教材 P714. 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1. 温度边界层的定义为流淌流体中存在温度分布的区域,其厚度界定为可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_tyttst0ts0.99.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_2. 不稳固导热

15、过程中的传热速率取决于介质内部热阻和外表热阻3. 对于忽视内部热阻的导热过程,准数温度分布与时间呈ttbe BiFo的函数关系.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_4. 方程t2t为傅里叶其次导热定律.t0tb可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_5. 流淌流体中存在温度梯度的区域称为温度边界层.6. 对流传热是由流体内部各部分质点发生宏观运动而引起的热量传递过程,因而对流传热只能发生在有流体流淌的场合.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.物理意义：物体内部的导热热阻与外表对流热阻之比2.

16、 热传导过程中能量传递机理？可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_3. 说明导热微分方程中各项的物理意义：t2q cp可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_t4. 对流传热系数的定义5. 热量传递的几种形式及其传热机理6. 温度边界层的概念.7. 努赛尔准数 Nu 定义、物理意义及与Bi 数的区分.8. 说明导热微分方程中各项的物理意义：tt2qcp9. 付立叶数的物理意义10.努塞尔数的物理意义？ 11.普兰德数的物理意义？12. 列出局部对流传热系数与平均对流传热系数之间的关系13. 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, 并分析两种

17、边界层流体与壁面之间传热机理的异同点.14. 阐述普朗特准数、施米特准数和刘易斯准数的物理意义.15. 试应用有关的微分方程说明“精确解 ”方法求解平板层流边界层中稳态二维流淌和二维可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_传质时传质系数k0 的步骤,并与求解对流传热系数的步骤进行比照,指出各方程和边界可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_c条件的相像之处和相异之处.16. 是说明 Bi 的物理意义. Bi0和 Bi各代表什么样的传热条件？17. 影响对流传热的因素有哪些？四、运算题1. 有一长度为、直径为 0.05 m 的不锈钢锭, 其热扩散系数=2/h ,热导率 k =20

18、W/m K ,初始温度为 363 K.现将钢锭放入温度为1473 K 的炉中加热,钢锭外表与四周环境的联合传热系数包括对流和辐射为100 W/mK .试求使钢锭升温至1073 K 所需的时间.教材 P1622. 有一半径为 25 mm 的钢球,其热导率为433 W/m K,密度为 7849 kg/m,比热容为0.4609 kJ/kg K ,钢球的初始温度匀称,为700 K .现将此钢球置于温度为400 K 的环境中,钢球外表与环境之间的对流传热系数为11.36 2W/m K .试求 1 h 后钢球所到达的温度.教材 P1623. 食物除了供应人体所需的养分物质外,主要是产生能量以维护必要的体温

19、顺对环境做功.考虑一个每天消耗 2100 kcal 的人,其中 2022 kcal 转化为热能, 100 kcal 用于对环境做功 . 1人处于 20 的环境, 人的皮肤与环境的对流传热系数为 3 W/m 2K ,在此温度下人基本上不出汗.运算人的皮肤的平均温度. 2假如环境温度为 33 ,皮肤感觉舒服的可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_温度也为 33 ,试问为维护该温度,出汗的速率为多少？已知人的外表积为1.8 m 2,皮肤可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_的黑度,斯蒂芬 -玻耳兹曼常数 0= 5.67热 =2421 kJ/kg.教材 P13210-8W/mK,水

20、的物性为 =994kg /m3,蒸发潜可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_第四部分质量传递一、填空题1. 液体或气体在多孔固体中的稳态扩散与固体内部的结构有着特别亲密的关系,其扩散机理视、和而异.2. 三种最常用的相间传质模型分别为：_ , _和.3. 对于伴有化学反应的分子扩散过程,既有分子扩散又有化学反应, 假如满意_, 就过程为化学反应掌握,假如满意,过程为扩散掌握.4. 分子传质中,扩散速度指组分相对混合物的运动速度,组分的通量包括扩散以及主 体 流 动两 部 分 奉 献 . A经 停 滞 组 分 B扩 散 时 A组 分 的 总 通 量 定 义 式 为可编辑资料 - - -

21、 欢迎下载精品_精品资料_N AD ABdC AdzC AN AN BC. A 、B 混合物等分子反方向扩散时A 组分的总通量可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_定义式为N AD ABdC A.dz可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_5. 已知温度 294K、压强105Pa 下, O2A 和 CO 2 B混合物中存在分子扩散,A 组分可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_摩尔分数 xA0.4 , uA0.08m/s , uB0.02m/s ,就混合物摩尔平均速度为0.044可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精

22、品资料_m/s,A 组分扩散速度为0.036m/s,A 组分的总摩尔通量为2.0mol/m 2/s,A 组分的扩散摩尔通量为0.89mol/m 2/s.6. 飘流因数 反映了主体流淌对传质速率的影响二、基本概念1. 分子传质,对流传质,主体流淌,舍伍德数三、简答题1 分析化学反应对分子扩散过程的影响,在何条件下为反映掌握,在何条件下为扩散掌握2 组分 A 通过滞留 B 扩散,在什么条件下可以忽视整体流淌的影响？3. 写出以下情形下组分A 的扩散通的表达式A 等摩尔反向扩散B 等质量方向扩散C 组分 A 通过滞留组分B的扩散4. 试简述双膜模型、溶质渗透模型和外表更新模型的主要论点,各模型所求得

23、的传质系数与扩散系数的关系. 并分析双膜模型为什么假定为稳态扩散模型,而后两种模型假定为非稳态扩散模型？可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_5. 试写出费克第肯定律的四种表达式,并证明对同一系统,四种表达式中的扩散系数同一数值,争论各种形式费克定律的特点和在什么情形下使用.6. 比较传质与传热过程有什么共同点与不同点.四、运算题DAB 为可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_2. 试证明组分 A、 B 组成的双组分系统中,在一般情形存在主体流淌,N ANB下进行可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_分子扩散时,在总浓度c 恒定条件下,D ABDBA .可编辑资料 - - - 欢迎下载