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

本单元主要讲述动量、热量与质量传递的类似性以及传递过程课程的内容及研究方法。掌握化工过程中的动量传递、热量传递和质量传递的类似性，了解三种传递过程在化工中的应用，掌握牛顿粘性定律、付立叶定律和费克定律描述及其物理意义，理解其相关性。熟悉本课程的研究方法。

第二单元动量传递

本单元主要讲述连续性方程、运动方程。掌握动量传递的基本概念、基本方式；理解两种方程的推导过程，掌握不同条件下方程的分析和简化；熟悉平壁间的稳态层流、圆管内与套管环隙中的稳态层流流动情况下连续性方程和奈维－斯托克斯方程的简化，掌握流函数和势函数的定义及表达式；掌握边界层的基本概念；沿板、沿管流动边界层的发展趋势和规律；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过程和特点，进一步熟悉能量方程；掌握稳态、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

本单元主要介绍传质的基本方式、传质方程、对流传质系数；稳定浓度边界层的层流近似解；三传类比；相际传质模型。掌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；熟悉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。

第一部分 传递过程概论

一、填空题：

1. 传递现象学科包括 动量 、 质量 和 热量 三个相互密切关联的主题。

2. 化学工程学科研究两个基本问题。一是过程的平衡、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（ν ，α ，D AB ）是物质的物理性质常数，它们仅与__温度__ ， ___压力

___和___组成__等因素有关。

5.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，可以将流体分为____粘性_______流体和理想_______流体。

7.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

________ __。

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。

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 dy du μτ-= ， dy dt k A q -=⎪⎭

⎫ ⎝⎛ 和 dy dC D j A AB A -= 。 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、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。

12. 依据质量守恒、能量守恒和动量守恒原理，对设备尺度范围进行的衡算称为总衡算或宏

观衡算；对流体微团尺度范围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理解析方法，

将微分方程求解，才能得到描述流体流动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，传递的方向为该物理量下降的方向。

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

1. 流体质点

2. 连续介质

3. 稳态流动、非稳态流动

三、名词解释

1.压力、黏度、通量

2 不可压缩流体，可压缩流体，粘性流体，理想流体，非牛顿流体，非牛顿流体的几种类型？

3 动量浓度，热量浓度，质量浓度，稳态流动，非稳态流动

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、思考题

1.如何理解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似性？

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，对流体流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。

3. 粘性流体沿平板壁面流动时形成速度边界层，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 。

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

0y x z u u u x y z ρρρρθ

∂∂∂∂+++=∂∂∂∂（）（）（）或()0p u ρθ∂∇+∂=g 。 6.哈密尔顿算子（▽算子 （Hamilton Operators)在直角坐标下的展开式为：x ∂∂∂∇=++∂∂∂i j k y z

7. 随体导数（substantial derivative ）亦称拉格朗日导数（Lagrangian derivative ）其定义式为定义式：D D θθ

∂=+⋅∇∂u 。在直角坐标下的展开式为：x y z D u u u D x y z θθ∂∂∂∂=+++∂∂∂∂。 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；当流体流动时，法向应力由两部分组成：其一是流体的压力，它使流体微元承受压缩，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受拉伸或压缩，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行量纲分析，将物理量组合为无量纲变量，然后借助实验数据建立这些无量纲变量间的关系式。

11.弗鲁德数（Froude number ）以Fr 表示为：2

u Fr gl

=，其物理意义为惯性力与重力之比；