模拟试题1.doc

研究生“传递过程原理”模拟试题1学院 姓名 学号 题号1234总 分得分请将填空题答在试题纸上, 其他题答在答题白纸上一选择填空，将正确答案的标号填入括号内。 （ 每空1分 ）例： Re数小于2000的流动是（ a ）。a 层流 b 湍流 c 过渡流1依据连续介质的假定，进行流体传递性能微分分析时，流体质点的几何尺度应该是（ b ）。a 微观充分小 b 宏观充分小 c 可任意选择2 依据拉格朗日观点分析运动流体时，流体的（ b ）。a 体积固定，质量变化 b 质量固定，体积变化 c 体积质量均变化3 表示壁面剪切应力的物理量的正确单位应为（ c ）。a b c 4 采用直角坐标分析流体微元基本运动时，微元围绕z轴的旋转角速度正比于特征量（ a ）。a b c 5 爬流流动时，物体受到的总曳力中（ a ）。a 表面曳力比例较大 b 形体曳力比例较大c 形体曳力与表面曳力所占比例相等6 描述圆直管进口段长度可采用用下述（ c ）式。a d=l/500 b l/d=30 c l=50d7. 浓度边界层厚度减小时，传质膜系数将（ a ）。a 增大 b 减小 c 保持不变8 采用边界层热流方程求解传热问题时通常假定热边界层厚度（ a ）流动边界层厚度。a 小于 b 大于 c 无关于9 进行雷诺类似的前提是假定（ a ）。a b c 10传质双膜理论假定在相接触的气液相界面上（ b ）。 a 存在很大传递阻力 b不存在传递阻力 c 传质阻力与气液相相当二判断，在每题后括号内以“正”“误”标记。（每空1分）例： Re数小于2000的管内流动是层流（ 正 ）1 依据连续性方程可以断定，单位质量的流体流动过程中，其体形变速率必然等于速度向量的散度。（ 正 ）2 采用拉格朗日观点分析流体质点的运动时，质点的动能、位能变化为零。（ 正 ）3 随体导数中 表明场的不定性影响。（ 误 ）4 n-s 方程仅适用于牛顿型流体，不适用于非牛顿型流体的流动。（ 正 ）5 流函数不满足连续方程。（ 误 ）6 根据雷诺方程，湍流流动时流体内部应力可以理解为分子扩散应力与涡流附加应力之和。（ 正 ）7 采用时均化处理湍流流动时，脉动速度的时均值等于零。（ 正 ）8 当毕渥准数bi的数值大于1时，可将导热体作为温度分布均匀处理。（ 误 ）9 冯卡门（Von karman）边界层动量积分方程可应用于层流边界层，但不适用于湍流边界层。（ 误 ）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。（ 正 ）三 简述及扼要回答问题（ 每小题15分 ）1 依据流动边界层理论，简述流体进入圆管中流动时边界层形成与发展的规律。 流体以均匀流速进入圆管内流动时，在壁面附近形成存在速度梯度流动边界层。随距离前缘的距离增加，边界层的厚度逐渐增加，最后在管中心汇合，使管中流体全部处于边界层中。从圆管前缘开始，到边界层汇合时对应的管长称为进口段。进口段内边界层形成并发展，进口段后，边界层充分发展，充分发展了的边界层保持汇合时的流型。2简要叙述希格比（Higbie）溶质渗透模型及其要点。由于湍流旋涡作用，流体微团从主体运动至界面，在界面与接受溶质后返回主体，所有微团在界面的暴露时间相同，由界面向流体主体的质量传递为非稳态分子扩散，传质速率依赖于微团的暴露时间，传质系数正比于流体分子扩散系数的二分之一次方。四计算（每小题25分）1已知不可压缩流体的n - s方程形为：试给出描述理想流体流动的欧拉方程，并对稳态、平面有势无旋流动进行求解进而推导出柏努力方程解： 对理想流体，粘滞力作用可以忽略，式中，N-S方程化简为： 以直角坐标分量式表示：即为欧拉方程。 对稳态平面流动，取流动方向为x，流层厚度方向为y，则有、，任意物理量对时间的变化率为零，即有、，有势无旋流动，以表示质量力势，、，欧拉方程化简变形为：对上式积分可得： 上两式同时成立的条件是同时等于一个常数，另由于 所以得到 因 带入式中得到柏努利方程：采用增量式为： 2若在水平放置的大平板壁面上沿水平x方向单向湍流流动时边界层内速度分布与温度分布均满足1/7次方定律，既 ， ，若边界层能量积分方程为 ，流动边界层厚度表达式为。已知对流给热满足牛顿冷却定律 ，假定湍流及传热均从平板前缘开始, 且知Pr=1, 试求：（1）对流给热系数 的计算式；（2）长L的平板平均给热系数准数（）关联式。上述表达式中为水平流速，、分别为主体流的速度与温度，为壁面温度，、分别为流动边界层和温度边界层的厚度，y为垂直于平板壁面的坐标，为导热系数，为流体密度，为流体比热，、分别为局部及平均对流给热系数