化工传递过程 试题-题 一

一．选择填空，将正确答案的标号填入括号内。（每空2分）

例： Re 数小于2000的管内流动是（ a ）。

a 层流

b 湍流

c 过渡流

1．采用拉格朗日导数描述大气压力变化时，θ

D Dp

反映的应是置于（b ）上的气压计的测量值。

a 高山顶

b 气球

c 飞机

2．进行流体微分能量衡算时，若采用随动坐标，可得到的结论是流体的（ a ）变化为零。

a 动能、位能

b 体积、密度

c 膨胀功、摩擦功 3．小雷诺数蠕动流求解中，（c ）作用无关紧要，可以忽略。

a 动压力

b 粘滞力

c 惯性力 4. 小直径粒子自由沉降时，粒子所受流体总曳力中（ a ）。

a 以表面曳力为主

b 以形体曳力为主

c 形体曳力与表面曳力所占比例相等

5. 依据普兰特混合长理论，湍流附加应力可按（ b ）式计算。

a 2⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=dy du l ρτ

b 2

2⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=dy du l ρτ c ⎪⎪⎭

⎫ ⎝⎛=dy du l 2ρτ

6. 依据管内极度湍流流动时摩擦曳力计算式2

max 1142.0⎪

⎪⎭

⎫

⎝⎛-=b u u f 可知，随雷诺数增加，摩擦系数f 的数值应该（ c ）。

a 逐渐增加

b 逐渐减小

c 趋于恒定

7. 采用数值解求解一维非稳态导热问题时，（ b ）边界n 处节点温度方程为：1-='n n t t 。

a 对流

b 绝热

c 与其他物体相接的导热

8. 管内流动时，若摩擦系数与对流传热系数均趋于稳定则表明边界层内速度与温度分布属于（ c ）。

a 发展着的速度分布和温度分布

b 充分发展了的速度分布和发展着的温度分布

c 充分发展了的速度分布和温度分布

9. A 组分通过静止的B 组分稳态单向扩散时，两组份的分子扩散通量的关系应该是：（ b ）。

a B A J J ->

b B A J J -=

c B A J J -<

10．若流体与固体壁面之间发生对流传质时，溶质从壁面进入流体将导致流动边界层厚度（ a ）

a 增大

b 不变

c 减小

二．判断，在每题后括号内以“正”“误”标记。（每空2分）

例： Re 数小于2000的管内流动是层流（ 正 ）

1. 若取水平坐标x 为距离的标准量级，竖直坐标为y ，则水平平板壁面上流动边界层内可有

2

22

2x

u y

u y y ∂∂<<

∂∂（ ）

2. ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+∂∂y u x u x y 可用以描述流体微元在x-y 平面的旋转角速度。

（ ） 3. 冯-卡门边界层动量积分方程不仅可以用于层流，也可用于湍流流动。（ ） 4. 理想流体流过曲线或不规则形壁面（如突然扩大、突然缩小、绕圆柱体等）时必然会出现边界层分离现象。（ ）

5. 采用时均化方法对湍流进行描述时瞬时速度的时均值必定为零。（ ）

6. 通过雷诺转换可知时均速度满足连续方程（ ）

7. 毕渥准数Bi 的物理意义可以解释为固体内导热热阻与外表面对流传热热阻之比。（ ）

8. 普兰特数Pr 等于1是动量传递与热量传递可以简单类比的必要条件。（ ） 9. 按照传质的当量膜理论，对流传质时传质系数c k 应与传递组分分子扩散系数的1/2次方成正比。（ ）

10. 依据希格比（Higbie ）溶质渗透模型，溶质进入旋涡依赖不稳态扩散。（ ）

三． 简述及扼要回答问题（每小题10分）

1、 什么是流体流体连续介质的假定，该假定的意义何在？

2、简述具有均匀流速0u ，均匀温度0t 的流体进入水平放置、温度均匀恒定为w t 的大平板表面后，温度边界层的形成与发展，并指出温度边界层厚度对流体与壁面之间对流传热系数的影响以及如何强化传热。

四．计算 ( 20分)．

若粘度为s mPa 1⋅的流体处于水平放置的两平行大平板间，已知两板间垂直距离为0.6米，若下板静止，上板以s m 2的速度沿水平方向移动，且流体移动的驱动压力降恒定为

m Pa 1013-⨯-，流动处于稳态。试给出流体运动的速度分布方程，并计算两板中央流体的

实际速度。

已知流动满足层流，且不可压缩流体沿水平x 方向稳态流动时n - s 方程可简化为：

常数122=⎪⎪⎭⎫

⎝⎛=x d p d y d u d x μ 式中 y 表示重力方向。

五．计算 ( 20分)．

已知平板壁面上水平x 方向单向湍流流动时边界层内速度与浓度均满足1/7次方分布，既

7

1

0⎪⎭⎫ ⎝⎛=δy u u x ， 7

10⎪⎪⎭

⎫ ⎝⎛=--c A AS A AS δy c c c c 若边界层质量积分方程为：

()⎰==-c

δy A AB

x A A dy

dc D dy u c c dx d 00

0， 流动边界层厚度表

达式为：

5

1Re 376.0-

=x x

δ

，且知Sc=1, 假定湍流及传质均从平板前缘开始, 试求：

（1）对流传质系数计算式；

（2）长L 的平板传质从前缘开始的平均传质系数准数式。

式中u 为速度，c A 为溶质浓度，下标o 表示主流值，下标s 表示壁面值，y 为竖直坐标，D AB 为分子扩散系数，δ、δc 分别为流动、浓度边界层厚度。