化工传递过程基础
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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=-扩散系数×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 <δ),受壁面影响,梯度大,不可忽略粘性力、法向热传导或法 向分子扩散。
(2)在层外主流层(y>δ),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;;由:又:得单位时间单位面积上交换的热量为由: 所以 单位时间单位面积上交换的组分A 的质量为 由联立得 ;3、简述流体流动的两种观点欧拉法和拉格朗日方法。
答:欧拉观点:着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日观点: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b u f M ρ2=)(s b s b u u M Mu Mu s -==-τ22b u f s ρτ=0=s u ()b b p p s p s q Mc t Mc t Mc t t A -==-()q h t t s b A=-/pM h c =)(As Ab As Ab A c c c c M M M N -=-=ρρρ)(0As Ab A c c c k N -=0cM k ρ=02b P c f h M u k c ρρ===运动规律4、体系的温度函数为t=f(θ,x,y,z),写出温度函数t对时间θ的偏导数、全倒数以及随体导数,并说明其各项的含义。