化工傳遞過程基礎(chǔ)簡(jiǎn)答題

1、化工傳遞過程基礎(chǔ)簡(jiǎn)答題1、如何從分子傳質(zhì)和邊界層理論兩個(gè)角度理解三傳之間存在的共性答：（1）通量二一擴(kuò)散系數(shù)X濃度梯度（2）動(dòng)量、熱量、和質(zhì)量的擴(kuò)散系數(shù)的量綱相同，其單位均為 m2/s（3）通量為單位時(shí)間內(nèi)通過與傳遞方向相垂直的單位面積上的動(dòng) 量、熱量和質(zhì)量各量的量的濃度梯度方向相反，故通量的表 達(dá)式中有一負(fù)號(hào)。邊界層理論：速度、溫度、濃度邊界層的定義是類似的，它們均為流動(dòng)方 向距離x的函數(shù)。設(shè)流體流動(dòng)方向?yàn)閤方向，垂直壁面的方向?yàn)閥方向。（1）在邊界層內(nèi)（y 6 ）,梯度基本不變，可以忽略粘性力、法向熱傳導(dǎo)或法向分?jǐn)U散。（3）通常約定：邊界層的厚度為達(dá)到主體濃度99%是流動(dòng)方向距離 距離x的

2、長(zhǎng)度。2、以雷諾類似律為例說明三種傳遞現(xiàn)象之間的類似。答：設(shè)流體以湍流流過壁面，流體與壁面間進(jìn)行動(dòng)量、熱量和質(zhì)量傳遞。 雷諾假定，湍流主體一直延伸到壁面。設(shè)單位時(shí)間單位面積上，流體與 壁面間所交換的質(zhì)量為M。單位時(shí)間單位面積上交換的動(dòng)量為；t = Muh -Mus = M （“b -ws.）由:又：us = 0得y叫=Ment, - Men （/.單位時(shí)間單位面積上交換的熱量為A 八由：7 = ,(_/5)所以M = hi Cp單位時(shí)間單位面積上交換的組分A的質(zhì)蜃沏鄉(xiāng)-鄉(xiāng)=鄉(xiāng) 由 NA=kCCAbCA.M = Q心fho聯(lián)立得；M =-puh=-. = pkc3、簡(jiǎn)述流體流動(dòng)的兩種觀點(diǎn)歐拉法和

3、拉格朗口方法。答：歐拉觀點(diǎn)：看眼于流場(chǎng)中的空間點(diǎn)，以流場(chǎng)中的固定空間點(diǎn)（控制體） 為考察對(duì)象，研究流體質(zhì)點(diǎn)通過空間固定點(diǎn)時(shí)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)隨時(shí)間的變化規(guī) 律。然后綜合所有空間點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)隨時(shí)間的變化，得到整個(gè)流場(chǎng)的運(yùn)動(dòng) 規(guī)律拉格朗口觀點(diǎn)：著眼于流場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)著的流體質(zhì)點(diǎn)（系統(tǒng)），跟蹤觀察每 一個(gè)流體質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡及其速度、壓力等量隨時(shí)間的變化。然后綜合所 有流體質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)，得到整個(gè)流場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律4、體系的溫度函數(shù)為t=f（O, x, y, z），寫出溫度函數(shù)t對(duì)時(shí)間0的偏導(dǎo)數(shù)、 全倒數(shù)以及隨體導(dǎo)數(shù)，并說明其各項(xiàng)的含義。答：t對(duì)時(shí)間0的偏導(dǎo)函數(shù)，全體函數(shù)及隨體導(dǎo)數(shù)（見課本34頁(yè)）偏導(dǎo)數(shù)：表示溫度隨時(shí)間的

4、變化，而其他量不隨時(shí)間的變化.。全體導(dǎo)數(shù)：表示不同時(shí)刻不同空間的溫度變化，還與觀察者的運(yùn)動(dòng)速度有 關(guān)。隨體導(dǎo)數(shù)：流場(chǎng)質(zhì)點(diǎn)上的溫度隨時(shí)間和空間的變化率。5、依據(jù)流動(dòng)的邊界層理論，簡(jiǎn)述流體進(jìn)入圓管中流動(dòng)時(shí)的邊界層形成與 發(fā)展的規(guī)律。答：（1）速度邊界層黏性流體以u(píng)O的流速流進(jìn)管內(nèi)，在壁面附近有一薄層流體，速度梯度很 大；在薄層之外，速度梯度很小，可視為零。uO較小，在管中心匯合 依然為層流邊界層。匯合以后為充分發(fā)展的層流；uO較大，在匯合之前 已發(fā)展為湍流邊界層。匯合以后為充分發(fā)展的湍流。流體的流速沿壁面的 法向達(dá)到外界流速的99%時(shí)的距離為邊界層的厚度。（2）溫度邊界層當(dāng)流體以u(píng)O、tO流進(jìn)管道

5、，在進(jìn)口附近形成溫度邊界層，其形成過程與 速度邊界層類似。（3）濃度邊界層當(dāng)流體流過固體壁面時(shí)，若流體與壁面處的濃度不同，則在與壁面垂直的 方向上將建立起濃度梯度，該濃度梯度H壁面向流體主體逐漸減小。壁面 附近具有較大濃度梯度的區(qū)域稱為濃度邊界層6、流體在圓管中流動(dòng)時(shí)“流動(dòng)已充分發(fā)展”的含義是什么在什么條件下 會(huì)發(fā)生充分發(fā)展的層流，又在什么條件下會(huì)發(fā)生充分發(fā)展的湍流答：含義：邊界層匯合以后的流動(dòng)發(fā)展成層流：S較小，在管中心匯合依然為層流邊界層。匯合以后為充分 發(fā)展的層流發(fā)展成湍流：&較大，在匯合之前已發(fā)展為湍流邊界層。匯合以后為充分 發(fā)展的湍流7、慣性力粘性力為何說爬流運(yùn)動(dòng)中可忽略慣性力，什么

6、時(shí)候卻不能簡(jiǎn)單 的忽略粘性力的影響答：慣性力：質(zhì)量與加速度的乘積。粘性力：流動(dòng)中的氣體，如果各層的流速不相等，那么相鄰的兩個(gè)氣層之 間的接觸面上，形成一對(duì)阻礙兩氣層相對(duì)運(yùn)動(dòng)的等值而反向的磨擦力，其 情況與固體接觸面間的摩擦力有些相似，叫做粘性力。因?yàn)榱黧w的慣性力與粘性力的比為Re,而流體的黏性較大、特征尺寸較小, 或者流蘇非常低的情況，Re數(shù)很小，即粘性力起主導(dǎo)作用，即可忽略慣性 力。在流體流動(dòng)的邊界層內(nèi)不能忽略粘性力的影響。8、當(dāng)流體繞過物體運(yùn)動(dòng)時(shí)，什么情況下會(huì)出現(xiàn)逆向壓力梯度是否存在逆 向壓力梯度條件下一定會(huì)發(fā)生邊界層分離為什么答：（1）、在外部勢(shì)流及 邊界層內(nèi)的流動(dòng)均處于減速加壓的狀態(tài)下，即流動(dòng)方向流速遞減，圧力增 加的強(qiáng)下會(huì)出現(xiàn)逆壓梯度。（2）不一定，發(fā)生邊界層分離的兩個(gè)條件是逆壓梯度和流體具有粘性，二者缺