傳遞過(guò)程原理作業(yè)題和答案 (2)試題

0.6m兩處的濃度邊界層厚度，局部傳質(zhì)系數(shù)ko以及整塊平板的傳質(zhì)通量NA。已知26℃時(shí)苯甲酸在水中的xyz)0，不可壓縮0，不是不可壓縮5.某流場(chǎng)可由下述速度向量式表達(dá)：u(x,y,z,)xyziyj1051.7103300.6m兩處的濃度邊界層厚度，局部傳質(zhì)系數(shù)ko以及整塊平板的傳質(zhì)通量NA。已知26℃時(shí)苯甲酸在水中的xyz)0，不可壓縮0，不是不可壓縮5.某流場(chǎng)可由下述速度向量式表達(dá)：u(x,y,z,)xyziyj1051.710330∴u2.5lny5.52.5ln17005.524.124.13.3(m/s)H因數(shù)的值。本題水的物性：998kg/m3，98.55105Pas19.（9-13）解：Redub0Aq/ADduduDAABdypAB 6150∴該流動(dòng)為湍流∵5103Re2105∴f0.046Re50.046(79790)54.811每秒5米的均勻流速流過(guò)一光滑平面表面，試求出層流邊界層轉(zhuǎn)變?yōu)橥牧鬟吔鐚訒r(shí)臨界距離xc值的范圍。常壓下dydxuu2xx2yy分離變量積分，可得：y2x2c此式即為流線方程的一般形式：將點(diǎn)（2，1）代入xDu6150∴該流動(dòng)為湍流∵5103Re2105∴f0.046Re50.046(79790)54.811每秒5米的均勻流速流過(guò)一光滑平面表面，試求出層流邊界層轉(zhuǎn)變?yōu)橥牧鬟吔鐚訒r(shí)臨界距離xc值的范圍。常壓下dydxuu2xx2yy分離變量積分，可得：y2x2c此式即為流線方程的一般形式：將點(diǎn)（2，1）代入xDuDDuuuuuDdD——表示測(cè)量點(diǎn)隨流體一起運(yùn)動(dòng)且速度ud、uyd、uzd4.有下列三種流場(chǎng)的速度向量表達(dá)式，試判斷哪種流場(chǎng)為不可壓縮流體的流DuDuDuDDxiDxxxuyyxuzzxDuyDDuDz層1x25xRex22.75103(m)12名師整理優(yōu)秀資源（3）cDFdFd11.292Re22.立。名師整理優(yōu)秀資源13.（6-9）證：壁面附近為層流內(nèi)層，故滿足：duxdy，則sy0dy1dy02)]y3y30層1x25xRex22.75103(m)12名師整理優(yōu)秀資源（3）cDFdFd11.292Re22.立。名師整理優(yōu)秀資源13.（6-9）證：壁面附近為層流內(nèi)層，故滿足：duxdy，則sy0dy1dy02)]y3y30則與主體流速u速度相等的點(diǎn)距板壁面的距離為：Lyyy(100 33)（2）對(duì)于圓管的（3）u(x,y)2xyi2yzj2xzk4.（3-3）解：不可壓縮流體流動(dòng)的連續(xù)性方程為：u0（判3bbubbb∴DuDDuD6.流體在兩塊無(wú)限大平板間作一維穩(wěn)態(tài)層流。試求算截面上等于主體流速的點(diǎn)距板壁面的距離。又如流體在圓管內(nèi)作一維穩(wěn)態(tài)層流時(shí)，該點(diǎn)與管壁的0取uu，0 uu1()2()2]取ur22222)（3）u(x,y)2xyi2yzj2xzk4.（3-3）解：不可壓縮流體流動(dòng)的連續(xù)性方程為：u0（判6150∴該流動(dòng)為湍流∵5103Re2105∴f0.046Re50.046(79790)54.811/m2Kh2h16.2m2/Kc18某.油類液體以（3）u(x,y)2xyi2yzj2xzk4.（3-3）解：不可壓縮流體流動(dòng)的連續(xù)性方程為：u0（判6150∴該流動(dòng)為湍流∵5103Re2105∴f0.046Re50.046(79790)54.811/m2Kh2h16.2m2/Kc18某.油類液體以1m/s的均勻流速沿一熱平板壁面流過(guò)。油類液體的均系數(shù)為11.36W/m2·K。試求算1小時(shí)后鋼球所達(dá)到的溫度。16.（8-7）解：V/Ar3/4r2xyyxyxcuu2yyy2x2cy2x23Re0c層1x25xRex22.75103(m)12名師整理優(yōu)秀資源（3）cDFdFd11.292Re22.0.6m兩處的濃度邊界層厚度，局部傳質(zhì)系數(shù)ko以及整塊平板的傳質(zhì)通量NA。已知26℃時(shí)苯甲酸在水中的1m3/s的體積流率流過(guò)內(nèi)徑為100mm的圓管，對(duì)于充分發(fā)展的流動(dòng)，試估算層流底層、緩沖層以及湍流主板表面，試求算：（1）距離平板前緣x=0.15m層1x25xRex22.75103(m)12名師整理優(yōu)秀資源（3）cDFdFd11.292Re22.0.6m兩處的濃度邊界層厚度，局部傳質(zhì)系數(shù)ko以及整塊平板的傳質(zhì)通量NA。已知26℃時(shí)苯甲酸在水中的1m3/s的體積流率流過(guò)內(nèi)徑為100mm的圓管，對(duì)于充分發(fā)展的流動(dòng)，試估算層流底層、緩沖層以及湍流主板表面，試求算：（1）距離平板前緣x=0.15m及x=0.3m兩點(diǎn)處的邊界層厚度；（2）x=0～0.ReRe1012cx 1112x21x1xcx1x1x13.7130m()（2）x0.8m2（1）距離平板前緣x=0.15m及x=0.3m兩點(diǎn)處的邊界層厚度；（2）x=0～0.3m一段平板表面上的總曳力c1xcx1x5xRe（2）x0.3m1Re2Rexx1xx1x2030.m65/緩沖層：∴湍流中心：5551.86510u*u*1.1650.625305層流內(nèi)層u0.6m兩處的濃度邊界層厚度，局部傳質(zhì)系數(shù)ko以及整塊平板的傳質(zhì)通量NA。已知26℃時(shí)苯甲酸在水中的一個(gè)面上流過(guò)，萘板的寬度為0.1m，長(zhǎng)度為1m，試求算萘板厚度減薄0.1mm時(shí)所需的時(shí)間。已知45℃程可表示為：()1/7，式中maxiri表示圓管的半徑，y表示速度為u的點(diǎn)距管壁的距離。試證明截面上D22030.m65/緩沖層：∴湍流中心：5551.86510u*u*1.1650.625305層流內(nèi)層u0.6m兩處的濃度邊界層厚度，局部傳質(zhì)系數(shù)ko以及整塊平板的傳質(zhì)通量NA。已知26℃時(shí)苯甲酸在水中的一個(gè)面上流過(guò)，萘板的寬度為0.1m，長(zhǎng)度為1m，試求算萘板厚度減薄0.1mm時(shí)所需的時(shí)間。已知45℃程可表示為：()1/7，式中maxiri表示圓管的半徑，y表示速度為u的點(diǎn)距管壁的距離。試證明截面上D22bu1 18 867151 uu（3）cDFF1L12流.體在圓管中作湍流流動(dòng)，若速度分布方程可表示為：maxi A1A01udA maxr02maxiy)1rii r2r2max110i6r2r2maxr2r2maxbmax0xyz)0，不可壓縮0，不是不可壓縮5.某流場(chǎng)可由下述速度向量式表達(dá)：u(x,y,z,)xyziyj3.2×105，試判斷距離平板前緣0.4m及0.8m兩處的邊界層是層流邊名師整理優(yōu)秀資源界層還是湍流）兩塊無(wú)限大平板間的一維穩(wěn)態(tài)層流的速度分布為：uu1(y)20u[1(yy0)2]取uu，則1[1(xyz)0，不可壓縮0，不是不可壓縮5.某流場(chǎng)可由下述速度向量式表達(dá)：u(x,y,z,)xyziyj3.2×105，試判斷距離平板前緣0.4m及0.8m兩處的邊界層是層流邊名師整理優(yōu)秀資源界層還是湍流）兩塊無(wú)限大平板間的一維穩(wěn)態(tài)層流的速度分布為：uu1(y)20u[1(yy0)2]取uu，則1[1(4.溫度為26℃的水，以0.1m/s的流速流過(guò)長(zhǎng)度為1m的固體苯甲酸平板，試求算距平板前緣0.3m和 1Du層流內(nèi)層緩緩sxx1706714.常壓和303K的空氣，以0.1m3/s的體積流率流過(guò)內(nèi)徑為100mm的圓管，Reb7979012000bb層流內(nèi)層：uyf2f2u*2∴層流內(nèi)層u*u*緩層流內(nèi)層D湍2層流內(nèi)層Ari01udAr2 y1maxrri02max(r()72rdriy)1r20riu()7(idy2(ry)) 2uri(riy)(i6i1i[y7i15i0i8i15i77bmax13在.平板壁面，鋼球的初始溫度均勻，為700K，現(xiàn)將此鋼球置于溫度為Ari01udAr2 y1maxrri02max(r()72rdriy)1r20riu()7(idy2(ry)) 2uri(riy)(i6i1i[y7i15i0i8i15i77bmax13在.平板壁面，鋼球的初始溫度均勻，為700K，現(xiàn)將此鋼球置于溫度為400K的環(huán)境中，鋼球表面與環(huán)境之間的對(duì)流傳熱向距離及渦流粘度；（3）r=ri/2（ri為圓管半徑）處水的流速、渦流粘度和混合長(zhǎng)的值。提示：uu*bub15.溫度為20℃的水流過(guò)內(nèi)徑為50mm的圓管，測(cè)得每米管長(zhǎng)流體的壓降為udRed ss55u*yu*yu*u*對(duì)流傳熱通量。Re2m0c310315chcq/A0.332x ch(tt)3Pr7.m925K/cdzd、d、d運(yùn)動(dòng)所測(cè)得的溫度隨時(shí)間的變化率DtD——表示測(cè)量點(diǎn)隨流體一起運(yùn)動(dòng)且速度ud、uyd、udydxuu2xx2yy對(duì)流傳熱通量。Re2m0c310315chcq/A0.332x ch(tt)3Pr7.m925K/cdzd、d、d運(yùn)動(dòng)所測(cè)得的溫度隨時(shí)間的變化率DtD——表示測(cè)量點(diǎn)隨流體一起運(yùn)動(dòng)且速度ud、uyd、udydxuu2xx2yy分離變量積分，可得：y2x2c此式即為流線方程的一般形式：將點(diǎn)（2，1）代入37103Lcu20bL2.371300.354(0.6412流.體在圓管中作湍流流動(dòng)，若速度分布方BpFr2r2 yu*r yu*ru*222216.有一半徑為25mm的鋼球，其導(dǎo)熱系數(shù)為43.3W/m·K，密度為7849Kg/m3，為400K的環(huán)境中，鋼球表面與環(huán)境之間的對(duì)流傳熱系數(shù)為11.36W/m2·K。 體的厚度。此題條件下空氣的物性：1.165kg/m3，1.86105Pas14.（6-8）解：uQ/立。名師整理優(yōu)秀資源13.（6-9）證：壁面附近為層流內(nèi)層，故滿足：duxdy，則sy0dy1dy01050.922154.6x4c1x5.330()∵thc/Pr31Pr30.332x5.31030xs227.95(353293)3354W/m219.水以2m/s的平均流速流過(guò)直徑為25mm、長(zhǎng)度0b體的厚度。此題條件下空氣的物性：1.165kg/m3，1.86105Pas14.（6-8）解：uQ/立。名師整理優(yōu)秀資源13.（6-9）證：壁面附近為層流內(nèi)層，故滿足：duxdy，則sy0dy1dy01050.922154.6x4c1x5.330()∵thc/Pr31Pr30.332x5.31030xs227.95(353293)3354W/m219.水以2m/s的平均流速流過(guò)直徑為25mm、長(zhǎng)度0bx1c11xcmxtb17.常壓和394K下的空氣流過(guò)光滑平板表面，平板壁面溫度為373K，空氣流注：tm=(394+373)/2=383.5K，Recc0cx∵thc1 1cc13)iyj3z(321)kDuD6.流體在兩塊無(wú)限大平板間作一維穩(wěn)態(tài)層流。試求算截面上等于主體流速板表面，試求算：（1）距離平板前緣x=0.15m及x=0.3m兩點(diǎn)處的邊界層厚度；（2）x=0～0.量用下式表示：名師整理優(yōu)秀資源試導(dǎo)出一般形式的流線方程及通過(guò)點(diǎn)（2，1）的流線方程。xydxdyuuH因數(shù)的值。本題水的物性：998kg/m3，98.55105Pas19.（9-13）解：Redub0xkms01x13)iyj3z(321)kDuD6.流體在兩塊無(wú)限大平板間作一維穩(wěn)態(tài)層流。試求算截面上等于主體流速板表面，試求算：（1）距離平板前緣x=0.15m及x=0.3m兩點(diǎn)處的邊界層厚度；（2）x=0～0.量用下式表示：名師整理優(yōu)秀資源試導(dǎo)出一般形式的流線方程及通過(guò)點(diǎn)（2，1）的流線方程。xydxdyuuH因數(shù)的值。本題水的物性：998kg/m3，98.55105Pas19.（9-13）解：Redub0xkms01x1c0d1AABdzAABcxp4pRe2m0chcq/A cc19.水以2m/s的平均流速流過(guò)直徑為25mm、長(zhǎng)度為2.5m的圓管，管面溫度恒定，為320K，水的進(jìn)、出口溫度分別為292K和295K，試求算柯?tīng)柋緅H因1dfH220.試證明組分A、B組成的雙組分系統(tǒng)中，在一般情況下進(jìn)行分子擴(kuò)散時(shí)（有主體流動(dòng)，且NA≠NB在總濃度C恒定條件下，DAB=DBA。BAdzBAB（1）+（2NNABABdzBAdzC(DABdzBAdzABAB.664DAB11Re2S3LC2.48106(m/s)Nk(CC)∵苯甲酸的濃度很低，可以認(rèn)為kk主體流速為ub與管中心流速umax的關(guān)系為：ub=0.817umax12．（6-5）證： 1A1r25xRe1x1（2）x0.3m1Re2Re21.9431m0()2.98105Rex1x.664DAB11Re2S3LC2.48106(m/s)Nk(CC)∵苯甲酸的濃度很低，可以認(rèn)為kk主體流速為ub與管中心流速umax的關(guān)系為：ub=0.817umax12．（6-5）證： 1A1r25xRe1x1（2）x0.3m1Re2Re21.9431m0()2.98105Rex1x∴為層流邊界的點(diǎn)距板壁面的距離。又如流體在圓管內(nèi)作一維穩(wěn)態(tài)層流時(shí)，該點(diǎn)與管壁的距離為多少？6.（4-2）解：（1RTABdzBAdzNAB(pA2 A（穩(wěn)態(tài)）AB1B∵DdxADdxB0∴DDABBA21.將溫度為298K、壓力為1atm的He和N2的混合氣體，裝在一直徑為5mm、He-N2（3）在管的中點(diǎn)截面上He和N2的分壓。ABDARTzA1BAD3.NAzA12pApA0.1ppp0.9amBA，該處的速度邊界層厚度和溫度邊界層厚度t，局部對(duì)流傳熱系數(shù)hx和層流段平均對(duì)流傳熱系數(shù)hm的值。注：05Rexc∴為層流邊界層14.64xRe1x13.7130m()（2）x0.8m2Re2Re510.664DAB11Re2S3LC2.48106(m/s)Nk(CC)∵苯甲酸的濃度很低，可以認(rèn)為kk進(jìn)行等分子反方向擴(kuò)散，已知管子雙端He的分壓分別為0.06atm和0.02atm，在上述條件下擴(kuò)散系NAA，該處的速度邊界層厚度和溫度邊界層厚度t，局部對(duì)流傳熱系數(shù)hx和層流段平均對(duì)流傳熱系數(shù)hm的值。注：05Rexc∴為層流邊界層14.64xRe1x13.7130m()（2）x0.8m2Re2Re510.664DAB11Re2S3LC2.48106(m/s)Nk(CC)∵苯甲酸的濃度很低，可以認(rèn)為kk進(jìn)行等分子反方向擴(kuò)散，已知管子雙端He的分壓分別為0.06atm和0.02atm，在上述條件下擴(kuò)散系NAA0Re0LCA21DP2PNABlnP21APk2A→B主體中。已知總壓P維持恒定，擴(kuò)散過(guò)程是穩(wěn)態(tài)的，在點(diǎn)1和點(diǎn)2處A的導(dǎo)出計(jì)算NA的表達(dá)式。ABDPABRTAy(NN)AABDPdyRTdzABARTdz12NyAAA2ARTdz2ARTdz2DPABRTANdzANzA2DPABRTA2ARTz2PA23.常壓和45℃的空氣以3m/s的流速在萘板的一個(gè)面上流過(guò)，萘板的寬度為0.1m，長(zhǎng)度為1m，試求算萘板厚度減薄0.1mm時(shí)所需的時(shí)間。汽壓為0.555mmHg。固體萘密度為1152kg/m3，分子量為128kg/kmol?！郼mDD0.664ABRe2S3Lxc，37103Lcu20bL2.371300.354(0.6412流.體在圓管中作湍流流動(dòng)，若速度分布方g/m3，粘度為3×10-3Pas·，導(dǎo)熱系數(shù)k為0.15W/m·K，比熱Cp為200J/kg·K，5xRe1x137103Lcu20bL2.371300.354(0.6412流.體在圓管中作湍流流動(dòng)，若速度分布方g/m3，粘度為3×10-3Pas·，導(dǎo)熱系數(shù)k為0.15W/m·K，比熱Cp為200J/kg·K，5xRe1x1（2）x0.3m1Re2Re21.9431m0()2.98105Rex1x∴為層流邊界層1x25xRex22.75103(m)12名師整理優(yōu)秀資源（3）cDFdFd11.292Re22.Dcm11cmcmAcmASA0cmRT∵NAMA DCDAB