传递过程原理习题答案

第一章 流体的主要物理性质1-1何谓流体，流体具有哪些物理性质？答：流体是指没有固定的形状、易于流动的物质。

它包括液体和气体。

流体的主要物理性质有：密度、重度、比体积压缩性和膨胀性。

1-2某种液体的密度ρ=900 Kg ／m 3，试求教重度y 和质量体积v 。

解：由液体密度、重度和质量体积的关系知：)m /(88208.9900g 3N VG=*===ργ ∴质量体积为)/(001.013kg m ==ρν1.4某种可压缩液体在圆柱形容器中，当压强为2MN ／m 2时体积为995cm 3，当压强为1MN ／m 2时体积为1000 cm 3，问它的等温压缩率k T 为多少? 解：等温压缩率K T 公式(2-1): TT P V V K ⎥⎦⎤⎢⎣⎡∆∆-=1 ΔV=995-1000=-5*10-6m 3注意：ΔP=2-1=1MN/m 2=1*106Pa将V=1000cm 3代入即可得到K T =5*10-9Pa -1。

注意：式中V 是指液体变化前的体积1.6 如图1.5所示，在相距h ＝0.06m 的两个固定平行乎板中间放置另一块薄板，在薄板的上下分别放有不同粘度的油，并且一种油的粘度是另一种油的粘度的2倍。

当薄板以匀速v ＝0.3m/s 被拖动时，每平方米受合力F=29N ，求两种油的粘度各是多少?解：流体匀速稳定流动时流体对板面产生的粘性阻力力为YA F 0yx νητ==平板受到上下油面的阻力之和与施加的力平衡，即hh F 0162/22/h νηνηνητ=+==合代入数据得η=0.967Pa.s第二章 流体静力学（吉泽升版）2-1作用在流体上的力有哪两类，各有什么特点? 解:作用在流体上的力分为质量力和表面力两种。

质量力是作用在流体内部任何质点上的力，大小与质量成正比，由加速度产生，与质点外的流体无关。

而表面力是指作用在流体表面上的力，大小与面积成正比，由与流体接触的相邻流体或固体的作用而产生。

《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）。

第二章1. 对于在r θ平面的不可压缩流体的流动，r 方向的速度分量为2cos /r u A r θ=-。

试确定速度的θ分量。

解：柱坐标系的连续性方程为11()()()0r z ru u u r r r z θρρρρθθ∂∂∂∂+++='∂∂∂∂对于不可压缩流体在r θ平面的二维流动，ρ=常数，0,0z z u u z∂==∂，故有11()0r u ru r r r θθ∂∂+=∂∂ 即22cos cos ()()r u A A ru rr r r rθθθθ∂∂∂=-=--=-∂∂∂将上式积分，可得22cos sin ()A r A u d f r r θθθθ=-=-+⎰式中，()f r 为积分常数，在已知条件下，任意一个()f r 都能满足连续性方程。

令()0f r =，可得到u θ的最简单的表达式：2sin A u r θθ=-2．对于下述各种运动情况，试采用适当坐标系的一般化连续性方程描述，并结合下述具体条件将一般化连续性方程加以简化，指出简化过程的依据。

（1）在矩形截面管道，可压缩流体作稳态一维流动； （2）在平板壁面上不可压缩流体作稳态二维流动； （3）在平板壁面上可压缩流体作稳态二维流动；（4）不可压缩流体在圆管中作轴对称的轴向稳态流动； （5）不可压缩流体作球心对称的径向稳态流动。

解： ()0ρρθ∂+∇=∂u（1） 在矩形截面管道，可压缩流体作稳态一维流动0x z x y z u u u u u u x y z x y z ρρρρρθ∂∂∂∂∂∂∂++++++=∂∂∂∂∂∂∂⎛⎫⎪⎝⎭y 稳态：0ρθ∂=∂，一维流动：0x u =， 0y u = ∴ z 0z u u z z ρρ∂∂+=∂∂， 即 ()0z u zρ∂=∂ （2）在平板壁面上不可压缩流体作稳态二维流动()()()0y x z u u u xyzρρρρθ∂∂∂∂+++=∂∂∂∂稳态：0ρθ∂=∂，二维流动：0z u = ∴()()0y x u u xyρρ∂∂+=∂∂， 又cons t ρ=，从而0yx u u x y∂∂+=∂∂ （3）在平板壁面上可压缩流体作稳态二维流动 在此情况下，（2）中cons t ρ≠∴()()0y x u u xyρρ∂∂+=∂∂（4）不可压缩流体在圆管中作轴对称的轴向稳态流动()()()110r z r u u u r r r zθρρρρθθ∂∂∂∂+++='∂∂∂∂ 稳态：0ρθ∂='∂，轴向流动：0r u =，轴对称：0θ∂=∂ ∴()0z u z ρ∂=∂， 0z uz∂=∂ （不可压缩cons t ρ=） （5）不可压缩流体作球心对称的径向稳态流动22()(sin )()1110sin sin r r u u u r r r r θφρρθρρθθθθφ∂∂∂∂+++='∂∂∂∂ 稳态0ρθ∂='∂，沿球心对称0θ∂=∂，0φ∂=∂，不可压缩ρ=const ∴221()0r r u r r ∂=∂ ，即 2()0r d r u dr= 3．某粘性流体的速度场为22538=x y xyz xz +-u i j k已知流体的动力粘度0.144Pa s μ=⋅，在点（2，4，－6）处的法向应力2100N /m yy τ=-，试求该点处的压力和其它法向应力和剪应力。

传输原理课后答案1. 传输原理的基本概念。

传输原理是指在信息传输过程中所涉及的各种原理和技术。

它涉及到电信号的传输、调制解调、数字信号的传输、传输介质的选择等内容。

在信息技术日新月异的今天，传输原理显得尤为重要，它关乎着信息的传递速度、传输质量以及网络的稳定性。

2. 传输原理的基本分类。

根据传输介质的不同，传输原理可以分为有线传输和无线传输两大类。

有线传输是指通过电缆、光纤等有线介质进行信息传输，它的优点是传输速度快、传输质量高，但受限于线路长度和布线成本。

而无线传输则是指通过无线电波进行信息传输，它的优点是灵活便捷，但受限于信号受干扰、传输距离有限等问题。

3. 传输原理的关键技术。

在传输原理中，调制解调技术是一项非常重要的技术。

调制是指将数字信号转换为模拟信号，以便在传输过程中能够通过介质传输；而解调则是将模拟信号转换为数字信号，以便接收端能够正确解读信息。

调制解调技术的发展，使得数字信号的传输更加稳定可靠。

4. 传输原理的应用。

传输原理在现代社会中有着广泛的应用，比如在通信领域，传输原理决定了通信网络的速度和质量；在互联网领域，传输原理决定了网络的稳定性和安全性。

此外，在工业自动化、智能家居等领域，传输原理也扮演着重要的角色。

5. 传输原理的未来发展。

随着信息技术的不断发展，传输原理也在不断创新和进步。

未来，随着5G、6G等新一代通信技术的应用，传输原理将迎来新的发展机遇。

同时，随着人工智能、物联网等新技术的兴起，传输原理也将在更多领域得到应用和拓展。

总结，传输原理作为信息技术的重要组成部分，对于信息的传输和通信至关重要。

通过对传输原理的学习和理解，可以更好地掌握信息技术的核心内容，为未来的发展打下坚实的基础。

希望同学们能够认真学习传输原理的相关知识，不断提升自己的专业能力。

《传递过程原理》习题一一、在一内径为2cm 的水平管道内，测得距管壁5mm 处水的流速为s 。

水在283K 温度下以层流流过管道。

问：（1）管中的最大流速。

（2）查出283K 下水的粘度，注明出处。

（3）每米管长的压强降（N/m 2/m ）。

（4）验证雷诺数。

【解】：(1) ])(1[4)(42222RrL R P r R LP v g g -∆=-∆=μμ （1） 在r =0处，即管中心处速度最大为2max 4R LP v g μ∆=本题中R =1cm, 在r ==，v =s ，带入（1）得，])1/5.0(1[41.022-∆=LR P g μ =∆=LR P v g μ42max s=s(2) 31031.1-⨯=μ (3)2max 4R v L P g μ=∆= Pa/s (4) 10201031.13.1301.0101212Re 33max max=⨯⨯⨯⨯====-μρμρμρRv v R vd <2100为层流二、用量纲确证有效因子（节）中的K 为无量纲数。

（R D a k K A /1=）【解】：11][-⋅=s m k1][-=m a 12][-⋅=s m D ABm R =][所以，1)/(][1211=⨯⋅⨯⋅=---m s m m s m K 故，K 为无量纲数三、对双组份A 和B 系统证明下列关系式： 1．A B B A A B A A x M x M x M M w d )(d 2+=（从ρρAA w =出发先推出w A 与x A 的关系式） 2．2)//(d dB B A A B A AA M W M W M M w x +=（从CC x A A=出发先推出x A 与w A 的关系式）【解】方法1：从w A 与x A 的关系式推导（M A 与M B 为常量）()/()/A A A A AA A BA AB B A A B BC M C x M w C M C M C x M x M ρρρ===+++， A A w x 求导（略），得2()A A BA A AB B dw M M dx x M x M =+ (/)//(//)///A A A A AA AB A A B B A A B BC M w M x C C M M w M w M ρρρρρ===+++， A A x w 求导（略），得 21(//)A A A B A A B B dx dw M M w M w M =+ 注意：22, A A B A A A A B dw M M dx M dx dw M M M ==方法2：从M 的定义推导,1,,1,1///A B A A B B A B A A B B x x M x M x M w w M w M w M +=⎧⎪=+⎪⎨+=⎪⎪=+⎩20() (1)0(1/)(1/)(1/) ()/() (2)A B A A B B A B A A B A A B BA B A B A dx dx dM M dx M dx M M dx dw dw M dM M dw M dw M M M M dw +=⎧⎪=+=-⎪⎨+=⎪⎪-=+⎩=--⋅ （2）÷（1），得22()A A B A BA A AB B dw M M M M dx M x M x M ==+ （1）÷（2），得221(//)A A A B A B A A B B dw M dx M M M M w M w M ==+四、在管内CO 2气体与N 2气进行等摩尔逆向扩散。

《传递过程原理》课程第一次作业参考答案（P56）1. 不可压缩流体绕一圆柱体作二维流动，其流场可用下式表示θθθsin ;cos 22⎪⎪⎭⎫⎝⎛+=⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=D r C u D r C u r其中C ，D 为常数，说明此时是否满足连续方程。

2. 判断以下流动是否可能是不可压缩流动(1) ⎪⎩⎪⎨⎧-+=--=++=zx t u z y t u yx t u z y x 222 (2) ()()()⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧=-==-=22221211t tz u xy u x y u z y x ρρρρ3.对于下述各种运动情况，试采用适当坐标系的一般化连续性方程描述，并结合下述具体条件将一般化连续性方程加以简化，指出简化过程的依据。

(1)在矩形截面流道内，可压缩流体作定态一维流动；(2)在平板壁面上不可压缩流体作定态二维流动；(3)在平板壁面上可压缩流体作定态二维流动；(4)不可压缩流体在圆管中作轴对称的轴向定态流动；(5)不可压缩流体作圆心对称的径向定态流动。

《化工传递过程导论》课程作业第三次作业参考P-573-1流体在两块无限大平板间作定态一维层流，求截面上等于主体速度u b的点距离壁面的距离。

又如流体在圆管内作定态一维层流，该点距离壁面的距离为若干？距离壁面的距离02(12d r =-3-2温度为20℃的甘油以10kg/s 的质量流率流过长度为1m ，宽度为0.1m 矩形截面管道，流动已充分发展。

已知20℃时甘油的密度ρ=1261kg/m 3，黏度μ=1.499Pa·s 。

试求算(1)甘油在流道中心处的流速以及距离中心25mm 处的流速； (2)通过单位管长的压强降；2max 012P u y xμ∂=-∂流动方向上的压力梯度Px∂∂的表达式为：max 22u Px y μ∂=-∂ 所考察的流道为直流管道，故上式可直接用于计算单位管长流动阻力：fP L∆，故： -1max 22022 1.4990.119142.7Pa m 0.1()2f P u P P L x L y μ∆∂∆⨯⨯=-=-===⋅∂ （3） 管壁处剪应力为：2max max 002[(1())]xy y y yu u yu yy y y μτμτμ==∂∂=-⇒=--=∂∂ max 2022 1.4990.119N 7.135m 0.12u y μτ⨯⨯⇒===故得到管壁处的剪应力为2N7.135m《化工传递过程导论》课程第四次作业解题参考（P122）2. 常压下，20℃的空气以5m/s 的速度流过一光滑的平面，试判断距离平板前缘0.1m 和0.2m 处的边界层是层流还是湍流。

《化工传递过程原理(H)》作业题1. 粘性流体在圆管内作一维稳态流动。

设 r 表示径向距离，y 表示自管壁算起 的垂直距离，试分别写出沿r 方向和y 方向的、用(动量通量)=-(动量扩 散系数)X(动量浓度梯度)表示的现象方程。

1. (1-1) 解:d (讪 T — V/du (y / , u . /,> 0) dydyd(Pu)/du (rv , U 八dr< 0)T = -V ———-dr2.试讨论层流下动量传递、热量传递和质量传递三者之间的类似性。

2. (1-3) 解：从式(1-3)、(1-4)、(1-6)可看出:2.扩散系数D AB 具有相同的因次，单位为 m 2/s ； 3•传递方向与该量的梯度方向相反3. 试写出温度t 对时间，的全导数和随体导数，并说明温度对时间的偏导数、 全导数和随体导数的物理意义。

3. (3-1)解：全导数：dt _ : t : t dx t dy ：: t dz 小 v x 卍 :yd : z d随体导数：Dt:t:t:t:tu u uD Vvux：：x 叽y物理意义:表示空间某固定点处温度随时间的变化率;j A --DAB.dyd (讪 dyq/ Ad( ’C p t) dy1.它们可以共同表示为：通量 (1-3)(1-4)(1-6)=—(扩散系数)x(浓度梯度)；. ――?•u(x, y, z,8)=xyzi +yj _3z8k = xyz + yj —3z& k试求点（2，1, 2，1 ）的加速度向量。

Du Du ~ Du y - Du ~(3-6)解: D u ^1 ^j >k-■■■4： 44 H H---- = ----- + u ---- 十 u ----- + u ---- D : ' u x :: x u ^ y % z=0 xyz( yz) y(xz) _ 3z 丁 (xy)二xyz yz1 _3 )DU y1 = y ° - y 二 y °（1一可）D屠一表示测量流体温度时'测量点以任意速度屠、变、吏运动所测得的温度随时间的变化率Dt—表示测量点随流体一起运动且速度u-d|4. 测得的温度随时间的变化率。

传递过程原理复习题（2013）1.何为“连续介质假定”，这一假定的要点和重要意义是什么，何种条件下流体可处理为连续介质。

2.如何理解“三传之间存在着共同的、内在的了解”的说法？试从分子传递的角度阐述三传的共性。

3.试解释流体力学研究中经常使用的两种分析观点。

采用上述两种分析观点的主要特点是什么。

4.什么是陏体(拉格朗日)导数，其物理意义如何? 以气压测试为例说明全导数，偏导数，陏体导数各自的含义。

5.试解释连续性方程的物理意义，如何依据特定条件对连续方程进行简化。

6.试从不可压缩流体流动的⋅-sn方程和连续性方程出发，经简化推导出描述垂直于重立方向的单向稳态层流流动的方程形式。

并对无限大平行平板间的剪切流和库特流进行求解。

7.何为惯性力，何为粘性力，为何爬流运动中可忽略惯性力，而当1R时却不能忽略粘性力的影响。

e8.何为流函数，何为势函数，二者间存在何种关系，理想流体的有势无旋流动的条件如何。

9.边界层学说的内容如何，什么是边界层的形成与发展，什么是临界距离，临界点前后边界层有何异同，试以流体进入圆直管流动为例解释曳力系数以及传热、传质系数沿程变化规律。

10.什么是边界层分离，发生边界层分离的原因以及对流动造成的后果是什么。

11.如何依据数量级比较法从N-S方程出发推导出普兰特层流边界层方程，如何估计边界层厚度。

12.边界层内不同区域中传递机理有何区别，总结比较三种传递现象中下列内容的异同。

①边界层及边界层方程。

②边界层的求解方法与结果。

③无因次准数及其物理意义。

13.发生湍流的原因是什么，湍流有何特点，如何进行时均化处理，如何对湍流进行描述。

14.什么是雷诺应力，其与粘性应力有何区别，如何得到雷诺方程。

15.何为导热问题的数学模型，边界条件分为几类，毕渥准数Bi对导热计算有何意义。

16.若25℃的常压空气以6m/s的流速流过平板壁面，试指明距平板前缘0.15m处边界层内流型，求出边界层厚度。

若流体与壁面同时存在传热与传质，如何求出热边界层及浓度边界层厚度，并求出局部及平均传热、传质系数。

传递过程原理课后答案1. 详细解释了传递过程原理。

传递过程原理是指信息、物质或能量通过不同媒介传递的过程。

在这个过程中，媒介扮演着重要的角色，可以是固体、液体或气体。

媒介的特性决定了传递的效率和速度。

传递过程原理可以应用于各个领域，如工程、医学和环境科学等。

2. 传递过程原理的应用领域。

传递过程原理在工程领域有广泛的应用。

例如，随着科技的发展，人们越来越依赖电信技术进行信息传递。

传递过程原理能够解释电信技术中的信号传输原理，从而提高通信的效率和可靠性。

此外，传递过程原理还可以应用于医学领域。

例如，在药物输送系统中，药物需要通过合适的媒介传递到病变部位，以实现治疗效果。

了解传递过程原理可以帮助医生选择最佳的药物输送系统，提高治疗的效果。

另外，环境科学也是传递过程原理的应用领域之一。

例如，在大气污染控制方面，了解污染物在大气中的传递过程可以帮助科学家设计有效的污染控制策略，减少污染对环境和人类健康的影响。

3. 传递过程原理的关键因素。

在传递过程中，影响传递效果的关键因素主要包括媒介的性质、传递距离和辐射条件等。

首先，媒介的性质是影响传递效果的重要因素。

不同的媒介具有不同的传递特性，如光的折射和反射、声音的传播速度和衰减等。

通过了解媒介的性质，我们可以选择合适的媒介来实现特定的传递效果。

其次，传递距离也是影响传递效果的重要因素。

一般来说，随着传递距离的增加，信息、物质或能量的传递效果会逐渐减弱。

因此，在设计传递过程中，需要合理规划传递距离，以确保传递效果达到预期。

最后，辐射条件也是影响传递效果的关键因素之一。

例如，在太阳能发电系统中，太阳辐射的强弱直接影响能量传递的效果。

了解辐射条件可以帮助科学家和工程师设计出更高效的能源传递系统。

4. 传递过程原理的局限性。

传递过程原理虽然在各个领域有广泛的应用，但也存在一些局限性。

首先，传递过程原理是基于已知的物理、化学和生物学规律建立的，因此在处理未知规律或复杂系统时可能存在一定的局限性。