化工传递过程基础简答题

1、化工传递过程基础简答题1、如何从分子传质和边界层理论两个角度理解三传之间存在的共性答：（1）通量二一扩散系数X浓度梯度（2）动量、热量、和质量的扩散系数的量纲相同，其单位均为 m2/s（3）通量为单位时间内通过与传递方向相垂直的单位面积上的动 量、热量和质量各量的量的浓度梯度方向相反，故通量的表 达式中有一负号。边界层理论：速度、温度、浓度边界层的定义是类似的，它们均为流动方 向距离x的函数。设流体流动方向为x方向，垂直壁面的方向为y方向。（1）在边界层内（y 6 ）,梯度基本不变，可以忽略粘性力、法向热传导或法向分扩散。（3）通常约定：边界层的厚度为达到主体浓度99%是流动方向距离 距离x的

2、长度。2、以雷诺类似律为例说明三种传递现象之间的类似。答：设流体以湍流流过壁面，流体与壁面间进行动量、热量和质量传递。 雷诺假定，湍流主体一直延伸到壁面。设单位时间单位面积上，流体与 壁面间所交换的质量为M。单位时间单位面积上交换的动量为；t = Muh -Mus = M （“b -ws.）由:又：us = 0得y叫=Ment, - Men （/.单位时间单位面积上交换的热量为A 八由：7 = ,(_/5)所以M = hi Cp单位时间单位面积上交换的组分A的质蜃沏乡-乡=乡 由 NA=kCCAbCA.M = Q心fho联立得；M =-puh=-. = pkc3、简述流体流动的两种观点欧拉法和

3、拉格朗口方法。答：欧拉观点：看眼于流场中的空间点，以流场中的固定空间点（控制体） 为考察对象，研究流体质点通过空间固定点时的运动参数随时间的变化规 律。然后综合所有空间点的运动参数随时间的变化，得到整个流场的运动 规律拉格朗口观点：着眼于流场中的运动着的流体质点（系统），跟踪观察每 一个流体质点的运动轨迹及其速度、压力等量随时间的变化。然后综合所 有流体质点的运动，得到整个流场的运动规律4、体系的温度函数为t=f（O, x, y, z），写出温度函数t对时间0的偏导数、 全倒数以及随体导数，并说明其各项的含义。答：t对时间0的偏导函数，全体函数及随体导数（见课本34页）偏导数：表示温度随时间的

4、变化，而其他量不随时间的变化.。全体导数：表示不同时刻不同空间的温度变化，还与观察者的运动速度有 关。随体导数：流场质点上的温度随时间和空间的变化率。5、依据流动的边界层理论，简述流体进入圆管中流动时的边界层形成与 发展的规律。答：（1）速度边界层黏性流体以uO的流速流进管内，在壁面附近有一薄层流体，速度梯度很 大；在薄层之外，速度梯度很小，可视为零。uO较小，在管中心汇合 依然为层流边界层。汇合以后为充分发展的层流；uO较大，在汇合之前 已发展为湍流边界层。汇合以后为充分发展的湍流。流体的流速沿壁面的 法向达到外界流速的99%时的距离为边界层的厚度。（2）温度边界层当流体以uO、tO流进管道

5、，在进口附近形成温度边界层，其形成过程与 速度边界层类似。（3）浓度边界层当流体流过固体壁面时，若流体与壁面处的浓度不同，则在与壁面垂直的 方向上将建立起浓度梯度，该浓度梯度H壁面向流体主体逐渐减小。壁面 附近具有较大浓度梯度的区域称为浓度边界层6、流体在圆管中流动时“流动已充分发展”的含义是什么在什么条件下 会发生充分发展的层流，又在什么条件下会发生充分发展的湍流答：含义：边界层汇合以后的流动发展成层流：S较小，在管中心汇合依然为层流边界层。汇合以后为充分 发展的层流发展成湍流：&较大，在汇合之前已发展为湍流边界层。汇合以后为充分 发展的湍流7、惯性力粘性力为何说爬流运动中可忽略惯性力，什么

6、时候却不能简单 的忽略粘性力的影响答：惯性力：质量与加速度的乘积。粘性力：流动中的气体，如果各层的流速不相等，那么相邻的两个气层之 间的接触面上，形成一对阻碍两气层相对运动的等值而反向的磨擦力，其 情况与固体接触面间的摩擦力有些相似，叫做粘性力。因为流体的惯性力与粘性力的比为Re,而流体的黏性较大、特征尺寸较小, 或者流苏非常低的情况，Re数很小，即粘性力起主导作用，即可忽略惯性 力。在流体流动的边界层内不能忽略粘性力的影响。8、当流体绕过物体运动时，什么情况下会出现逆向压力梯度是否存在逆 向压力梯度条件下一定会发生边界层分离为什么答：（1）、在外部势流及 边界层内的流动均处于减速加压的状态下，即流动方向流速递减，圧力增 加的强下会出现逆压梯度。（2）不一定，发生边界层分离的两个条件是逆压梯度和流体具有粘性，二者缺