传递过程原理作业题解(1-7章)

第一章化工生产安全运行及控制1．工业生产过程操作现代工业生产过程存在的安全操作与控制问题：a)开车、停车b)工艺流程及设备间切换c)工艺运行中安全控制d)间歇生产过程操作e)生产负荷的改变f)异常状态下的紧急处理对上述运行过程按一定的顺序操作；其他要求：监视和管理整个生产过程对生产过程进行规划、调度和决策生产过程的异常现象记录，事故案例的积累以及安全操作与控制措施的总结2. 影响工业生产的安全因素原材料的组成变化产品性能与规格的变化生产过程中设备的安全可靠性装置与装置、工厂与工厂之间的关联性生产设备特性的漂移控制系统失灵3.现代工业生产过程，能量平衡接近于临界状态，一个局部的扰动，就会在整个生产过程传播开来，给安全生产带来威胁。

4.影响工业生产过程控制的因素a.从负反馈角度分析：测量的影响一些生产过程的变量很难测定技术的发展，使过去某些不可测变量变为可测变量间接测量：利用可测变量与相关模型，计算不可测量的变量b．测不准原理：任何物体的一些成对的性质，比如位置和动量，不可能对两者同时精密测定。

5.工业生产自动控制.☐为了使一个工业生产过程或一个企业良好、高效地运行，都离不开对整个生产过程物料、能源、人力等的管理、组织和运作。

要达到此目的，必须对工业生产过程的信息、数据进行及时的检测和控制。

☐生产计划、生产调度、安全稳定地生产与操作等，都离不开自动化技术。

6.企业生产过程管理与控制的递阶结构生产过程→常规控制→先进控制→优化监控→决策调度7.控制变量：需要控制的工艺变量操纵变量,扰动：造成被控变量产生不期望波动的原因。

8.工艺控制流程图，它是用自控设计的文字符号和图形符号在工艺流程图上描述生产过程自动控制的原理图。

9.间歇生产分析a间歇生产过程：将有限量的物质，按规定的加工顺序，在一个或多个加工设备中加工，以获得有限量的产品的加工过程。

如需更多的产品则必须重复整个过程。

b间歇过程由多个分批操作的间歇设备单元和半操作设备单元组成。

过程控制与自动化仪表课后作业详解第一章 P152-1. （1）简述图1-6所示系统的工作原理，画出控制系统的方框图并写明每一方框图的输入/输出变量名称和所用仪表的名称。

LTLC1Q 2Q A图1-6 控制系统流程图答：1）图为液位控制系统，由储水箱（被控过程）、液位检测器（测量变送器）、液位控制器、调节阀组成的反馈控制系统，为了达到对水箱液位进行控制的目的，对液位进行检测，经过液位控制器来控制调节阀，从而调节Q 1（流量）来实现液位控制的作用。

2）框图如图1-7所示：控控控LC控控控控控控控A控控控控LT_2()Q t ()1Q t ()r t ()e t ()u t h图1-7 控制系统框图3）控制器输入输出分别为：设定值与反馈值之差e (t )、控制量u (t )；执行器输入输出分别为：控制量u (t )、操作变量Q 1 (t ) ；被控对象的输入输出为：操作变量Q 1 (t ) 、扰动量Q 2 (t ) ，被控量h ；所用仪表为：控制器（例如PID 控制器）、调节阀、液位测量变送器。

2-3某化学反应过程规定操作温度为800℃，最大超调量小于或等于5％，要求设计的定值控制系统，在设定值作最大阶跃干扰时的过渡过程曲线如图所示。

要求：1）计算该系统的稳态误差、衰减比、最大超调量和过渡过程时间； 2）说明该系统是否满足工艺要求。

答：1）稳态误差：e(∞)=810-800=10衰减比：n=B 1/B 2=(850-810)/(820-810)=4 最大超调量：σ=(850-810)/810=4.9%假设以系统输出稳定值的2%为标准，则810*2%=16.2，则 过渡过程时间：ts=17min2）由于规定操作温度为800︒C ，而系统稳态值为810︒C 所以不满足工艺要求。

第二章P711-3 某台测温仪表测量的上下限为500℃~1000℃，它的最大绝对误差为±2℃，试确定该仪表的精度等级；答：根据题意可知：最大绝对误差为±2℃则精度等级%4.0%1005002±=⨯±=δ 所以仪表精度等级为0.4级1-4某台测温仪表测量的上下限为100℃~1000℃，工艺要求该仪表指示值的误差不得超过±2℃，应选精度等级为多少的仪表才能满足工艺要求？答：由题可得：%22.0%10010010002±=⨯-±=δ仪表精度等级至少0.2以上。

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。

作 业第二章：2-6某水槽如题图2-1所示。

其中A 1为槽的截面积，R 1、R 2均为线性水阻，Q i 为流入量，Q 1和Q 2为流出量要求：(1)写出以水位h 1为输出量，Q i 为输入量的对象动态方程；(2)写出对象的传递函数G(s)并指出其增益K 和时间常数T 的数值。

图2-1解：1）平衡状态： 02010Q Q Q i +=2）当非平衡时： i i i Q Q Q ∆+=0；1011Q Q Q ∆+=；2022Q Q Q ∆+= 质量守恒：211Q Q Q dthd A i ∆-∆-∆=∆ 对应每个阀门，线性水阻：11R h Q ∆=∆；22R h Q ∆=∆ 动态方程：i Q R hR h dt h d A ∆=∆+∆+∆2113) 传递函数：)()()11(211s Q s H R R S A i =++ 1)11(1)()()(211+=++==Ts KR R S A s Q s H s G i2Q11这里：21121212111111R R A T R R R R R R K +=+=+=；2-7建立三容体系统h 3与控制量u 之间的动态方程和传递数,见题图2-2。

解：如图为三个单链单容对像模型。

被控参考△h 3的动态方程： 3233Q Q dth d c ∆-∆=∆；22R h Q ∆=∆；33R hQ ∆=∆； 2122Q Q dth d c ∆-∆=∆；11R h Q ∆=∆ 111Q Q dth d c i ∆-∆=∆ u K Q i ∆=∆ 得多容体动态方程：uKR h dth d c R c R c R dt h d c c R R c c R R c c R R dt h d c c c R R R ∆=∆+∆+++∆+++∆333332211232313132322121333321321)()(传递函数：322133)()()(a s a s a s Ks U s H s G +++==； 这里：32132133213213321321332211232132131313232212111;c c c R R R kR K c c c R R R a c c c R R R c R c R c R a c c c R R R c c R R c c R R c c R R a ==++=++=2-8已知题图2-3中气罐的容积为V ，入口处气体压力，P 1和气罐 内气体温度T均为常数。

生物化学习题第七章生物氧化第一作业一、名词解释1、底物水平磷酸化：物质在生物氧化过程中，常生成一些含有高能键的化合物，而这些化合物可直接偶联ATP或GTP的合成，这种产生ATP等高能分子的方式称为底物水平磷酸化。

2、生物氧化：有机物质（糖、脂肪和蛋白质）在生物细胞内进行氧化分解而生成CO2和H2O并释放出能量的过程称为生物氧化。

3、电子传递体系：代谢物上的氢原子被脱氢酶激活脱落后，经一系列传递体，最后将质子和电子传递给氧而生成水的全部体系称为呼吸链，也称电子传递体系或电子传递链4、氧化磷酸化作用：伴随着放能的氧化作用而进行的磷酸化。

二、问答题1．比较生物氧化与体外燃烧的异同点。

相同点：终产物都是二氧化碳和水；释放的总能量也完全相同。

不同点：体外燃烧是有机物的碳和氢与空气中的氧直接化合成CO2和H2O ，并骤然以光和热的形式向环境散发出大量能量。

而生物氧化反应是在体温及近中性的PH 环境中通过酶的催化下使有机物分子逐步发生一系列化学反应。

反应中逐步释放的能量有相当一部分可以使ADP 磷酸化生成ATP ，从而储存在ATP 分子中，以供机体生理生化活动之需。

一部分以热的形势散发用来维持体温。

第二作业２．呼吸链的组成成分有哪些？试述主要和次要的呼吸链及排列顺序。

组成成分：NAD+，黄素蛋白（辅基FMN、FAD），铁硫蛋白，辅酶Q，细胞色素b、c1、c、a、a3。

主要的呼吸链有NADH氧化呼吸链和FADH2氧化呼吸链。

呼吸链排列顺序：FAD（Fe-S）↓NADH→（FMN）→CoQ→Cytb→Cytc1→Cytc→Cytaa3→O2（Fe-S）3．试述氧化磷酸化的偶联部位；用哪些方法可以证明氧化磷酸化的偶联部位?三个偶联部位：NADH和CoQ之间；CoQ和Cytc之间；Cytaa3和O2之间证明方法：①计算P/O比值：β-羟丁酸的氧化是通过NADH呼吸链，测得P/O比值接近于3。

琥珀酸氧化时经FAD到CoQ，测得P/O比值接近于2，因此表明在NAD+与CoQ之间存在偶联部位，抗坏血酸经Cytc进入呼吸链，P/O比值接近于1，而还原型Cytc经aa3被氧化，P/O比值接近1，表明在aa3到氧之间也存在偶联部位。

《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。

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。

第一章一、单项选择题目1在管理的各项职能中,最具有规范性、技术性的职能是（）。

A.控制题目2人们常说“管理是一门艺术”，强调的是（）。

A.管理的实践性题目3“管理就是决策”是下列哪位经济学家的观点？（）C.西蒙题目4当管理者接待来访者、参加剪彩仪式等社会活动时，他行使的是（）的角色。

A.精神领袖题目5组织是管理的基本职能之一，它是由（）三个基本要素构成。

A.目标、部门和关系二、多项选择题目6管理作为一种特殊的实践活动，具有其独特的性质，比如（）。

选择一项或多项：A.管理具有二重性B.管理具有时效性C.管理具有艺术性D.管理具有科学性反馈Thecorrectanswersare: 管理具有二重性,管理具有科学性,管理具有艺术性题目7明茨伯格通过实证研究发现：管理者在组织中扮演十种角色，这些角色被分为（）。

选择一项或多项：A.信息传递角色B.人际关系角色C.组织人事角色D.决策制定角色反馈Thecorrectanswersare: 人际关系角色,信息传递角色,决策制定角色题目8根据管理二重性的原理，与自然属性相联系的是（）。

选择一项或多项：A.社会化大生产B.社会制度C.生产力D.生产关系反馈Thecorrectanswersare: 生产力,社会化大生产题目9管理者在行使各种管理职能、扮演三类管理角色时，必须具备以下技能：如（）。

选择一项或多项：A.人际技能B.技术技能C.信息技能D.概念技能反馈Thecorrectanswersare: 技术技能,人际技能,概念技能题目10下列选项中，（）属于管理者所扮演的决策角色。

选择一项或多项：A.干扰应对者角色B.资源分配者角色C.谈判者角色D.企业家角色反馈Thecorrectanswersare: 企业家角色,干扰应对者角色,资源分配者角色,谈判者角色三、判断正误题目11一般来说，组织规模越大，管理者必须应对的环境因素的数量越多。

（）对题目12控制的实质就是使实践符合于计划，计划就是控制的标准。

·105·第九章 质量传递概论与传质微分方程9-1 在一密闭容器内装有等摩尔分数的O 2、N 2和CO 2，试求各组分的质量分数。

若为等质量分数，求各组分的摩尔分数。

解：当摩尔分数相等时，O 2，N 2和CO 2的物质的量相等，均用c 表示，则O 2的质量为32 c ，N 2的质量为28 c ，CO 2的质量为44 c ，由此可得O 2，N 2和CO 2的质量分数分别为1320.308322844a cc c c==++ 2280.269322844a cc c c==++ 3440.423322844a cc c c==++ 当质量分数相等时，O 2，N 2和CO 2的质量相等，均用m 表示，则O 2的物质的量为m /32，N 2的物质的量为m /28，CO 2的物质的量为m /44，由此可得O 2，N 2和CO 2的摩尔分数分别为1/320.3484/32/28/44x m m m m ==++2/280.3982/32/28/44x m m m m ==++ 3/440.2534/32/28/44x m m m m ==++ 9-2 含乙醇（组分A ）12％（质量分数）的水溶液，其密度为980 kg/m 3，试计算乙醇的摩尔分数及物质的量浓度。

解：乙醇的摩尔分数为A AA 1/0.12/460.05070.12/460.88/18(/)i i Ni a M x a M ====+∑溶液的平均摩尔质量为0.0507460.94931819.42M =×+×= kg/kmol乙醇的物质的量浓度为A A A 9800.0507 2.55819.42c C x x Mρ===×=kmol/m 39-3 试证明由组分A 和B 组成的双组分混合物系统，下列关系式成立：（1）A B AA 2A AB B d d ()M M x a x M x M =+；（2）A A 2A B A B A B d d a x aa M M M M = +。

第1章绪论一、判断题1. 现代物流起源于流通过程中的分销活动。

( ×)2. 物流占GDP的比重越高，代表物流行业越不发达，社会资源浪费越严重。

( ×)3. 信息就是资源，信息管理就是对信息资源的管理。

( ×)4. 信息活动分为两个阶段，一是信息资源形成阶段，二是信息资源开发利用阶段。

( √)5. 物流信息系统的目标就是提高对客户服务的水平和降低物流的总成本。

( √)二、选择题1．影响运输合理化的因素包括( ABCDE )。

A．运输距离B．运输工具C．运输方式D．运输时间E．运输费用2．信息资源的三要素是指( ACE )。

A．信息技术B．信息系统C．信息生产者D．信息使用者 E．信息3．下面哪些特性不是物流信息所特有的特性？( AD )A．时效性B．信息量大C．更新快D．可传递性 E．来源多样化4．信息系统的基本功能包括( ABCDE )。

A．信息采集B．信息输出C．信息处理D．信息存储E．信息传输5．物流信息系统的基本组成部分包括( ABCDE )。

A．计算机B．计算机网络C．信息资源D．物流设备 E．人三、简答题1. 为什么说物流是企业的第三利润源？答：企业的利润源泉随着时代的发展和企业经营重点的转移而变化。

从历史发展来看，人类曾经有过两个大量提供利润的领域：一个是资源领域，另一个是人力领域。

资源领域起初是依靠廉价的原材料、燃料的掠夺而获得，其后则是依靠科技进步节约消耗、综合利用而获取高额利润，也就是通过降低原材料成本即物化劳动成本来获取利润，习惯称之为“第一利润源”。

人力领域最初是依靠廉价劳动，其后则是依靠科技提高劳动生产率、降低人力消耗或采用机械化、自动化设备来降低劳动耗用，从而降低成本、增加利润，也就是通过降低劳动力成本即活劳动成本来获取利润，习惯称之为“第二利润源”。

在前两个利润潜力越来越小、利润开拓越来越困难的情况下，物流领域的潜力被人们所重视，按时间序列排列为“第三利润源”。

《化工传递过程原理（Ⅱ）》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）×（动量浓度梯度）表示的现象方程。

1．(1-1) 解：()d u dyρτν= (y ，u ，dudy > 0)()d u dr ρτν=- (r ，u , dudr< 0) 2. 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：A A AB d j D dyρ=- （1-3）()d u dyρτν=- （1-4） ()/p d c t q A dyρα=- （1-6）1. 它们可以共同表示为：通量 = －（扩散系数）×（浓度梯度）；2. 扩散系数 ν、α、AB D 具有相同的因次，单位为 2/m 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θ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：d t t t d x t d y t d zd x d y d z d θθθθθ∂∂∂∂=+++∂∂∂∂ 随体导数：x y z Dt t t t t u u u D x y zθθ∂∂∂∂=+++∂∂∂∂ 物理意义：tθ∂∂——表示空间某固定点处温度随时间的变化率；dt d θ——表示测量流体温度时，测量点以任意速度dx d θ、dy d θ、dz d θ运动所测得的温度随时间的变化率Dt θ——表示测量点随流体一起运动且速度x u dx d θ=、y u dy d θ=、z u dzd θ=时， 测得的温度随时间的变化率。

4. 有下列三种流场的速度向量表达式，试判断哪种流场为不可压缩流体的流动。

（1）j xy i x z y x u )2()2(),,(2θθ--+= （2）y x z x x z y x )22()(2),,(++++-= （3）xz yz xy y x 222),(++=4.（3-3） 解：不可压缩流体流动的连续性方程为：0u ∇=（判据）1. 220u x x ∇=-=，不可压缩流体流动；2. 2002u ∇=-++=-，不是不可压缩流体流动；3. 002222()u y z x x y z =⎧⎨≠⎩∇=++=++= ，不可压缩，不是不可压缩5. 某流场可由下述速度向量式表达：(,,,)3u x y z xyzi y j z k θθ=+-试求点（2，1，2，1）的加速度向量。

过程控制与自动化仪表课后作业详解第一章P152-1. (1)简述图1・6所示系统的工作原理，画出控制系统的方框图并写明每一方框图的输入/输出变量名称和所用仪表的名称。

答：1)图为液位控制系统，由储水箱(被控过程人液位检测器(测量变送器).液位控制器、调节阀组成的反馈控制系统，为了达到对水箱液位进行控制的目的，对液位进行检测，经过液位控制器来控制调节阀，从而调节Q (流量)来实现液位控制的作用。

2)框图如图所示：图1-7控制系统框图3)控制器输入输出分别为：设定值与反馈值之差e(t).控制量u(t)；执行器输入输出分别为：控制量屮)、操作变MQi(t);被控对象的输入输出为：操作变*Qi(t).扰动量Q2 (t ),被控量b :所用仪表为：控制器(例如PID控制器)、调节阀.液位测量变送器。

2・3某化学反应过程规定操作温度为800-C,最大超调量小于或等于5%,要求设计的定值控制系统，在设定值作最大阶跃干扰时的过渡过程曲线如图所示。

要求：1)计算该系统的稳态误差、衰减比、最大超调量和过渡过程时间；2)说明该系统是否满足工艺要求。

答：1)稳态误差：e( oo)=810-800=10衰减比:n=Bi/B2=(850-810)/(820-810)=4最大超调量：。

=(850-810)/810=4.9%假设以系统输出稳定值的2%为标准，则810*2%=16.2,则过渡过程时间：ts=17min2）由于规定操作温度为800 °C,而系统稳态值为810 P所以不满足工艺要求。

第二章P711-3某台测温仪表测量的上下限为500*C~1000r,它的最大绝对误差为±2'C,试确定该仪表的精度等级；答：根据题意可知最大绝对误差为±292则精度等级J = ±一xl 00% = ±0.4%500所以仪表梢度等级为0.4级1-4某台测温仪表测量的上下限为100-C-1000-C,工艺要求该仪表指示值的误差不得超过土20应选精度等级为多少的仪表才能满足工艺要求？答：2由题可得：》=±----------- x 100% = ±0.22%1000-100仪表精度等级至少0.2以上。

传递过程课后习题解答【1－1】试说明传递现象所遵循的基本原理和基本研究方法。

答：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。

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。

【1－2】列表说明分子传递现象的数学模型及其通量表达式。

【1－3】阐述普朗特准数、施米特准数和刘易斯准数的物理意义。

答：普朗特准数的物理意义为动量传递的难易程度与热量传递的难易程度之比；施米特准数的物理意义为动量传递的难易程度与质量传递的难易程度之比；刘易斯准数的物理意义为热量传递的难易程度与质量传递的难易程度之比。

【2－1】试写出质量浓度ρ对时间的全导数和随体导数，并由此说明全导数和随体导数的物理意义。

解：质量浓度的全导数的表达式为：d dx dy dzdt t x dt y dt z dt ρρρρρ=+++，式中t 表示时间质量浓度的随体导数的表达式为x y z D u u u Dt t x y zρρρρρ=+++ 全导数的物理意义为，当时间和空间位置都发生变化时，某个物理量的变化速率。

随体导数的物理意义为，当观测点随着流体一起运动时，某个物理量随时间和观测点位置变化而改变的速率。

【2－2】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。

⑴ 在矩形截面管道内，可压缩流体作稳态一维流动；⑵ 在平板壁面上不可压缩流体作稳态二维流动；⑶ 在平板壁面上可压缩流体作稳态二维流动；⑷ 不可压缩流体在圆管中作轴对称的轴向稳态流动；⑸ 不可压缩流体作球心对称的径向稳态流动。

解：⑴ 对于矩形管道，选用直角坐标系比较方便，直角坐标系下连续性方程的一般形式为()()()y x z u u u t x y z ρρρρ=-++由于流动是稳态的，所以0tρ=?，对于一维流动，假设只沿x 方向进行，则0y z u u ==于是，上述方程可简化为()0x u xρ?=? ⑵ 对于平板壁面，选用直角坐标系比较方便，直角坐标系下连续性方程的一般形式为()()()y x z u u u t x y z ρρρρ=-++由于流动是稳态的，所以0tρ=?，对于不可压缩流体ρ=常数，所以上式可简化为 0y x zu u u x y z++＝由于平板壁面上的流动为二维流动，假设流动在xoy 面上进行，即0z u =，上式还可以进一步简化为0yx u u x y+??＝⑶ 对于平板壁面，选用直角坐标系比较方便，直角坐标系下连续性方程的一般形式为()()()y x z u u u t x y z ρρρρ=-++由于流动是稳态的，所以0tρ=?，由于平板壁面上的流动为二维流动，假设流动在xoy 面上进行，即0z u =，则上式可以简化为()()0y x u u x yρρ??+??＝⑷ 由于流动是在圆管中进行的，故选用柱坐标系比较方便，柱标系下连续性方程的一般形式为()()()110z r u u ru t r r r zθρρρρθ+++= 由于流动是稳态的，所以0tρ=?，对于不可压缩流体ρ=常数，所以上式可简化为 ()()()110r z u ru u r r r zθθ++=由于仅有轴向流动，所以0, 0r z u u u θ==≠，上式可简化为0zu z=? ⑸ 由于流体是做球心对称的流动，故选用球坐标系比较方便，柱球系下连续性方程的一般形式为22111()(sin )()0sin sin r r u u u t r r r r θ?ρρρθρθθθ?+++= 由于流动是稳态的，所以0t=?，对于不可压缩流体ρ=常数，所以上式可简化为22111()(sin )()0sin sin r r u u u rr r r θθθθθ++= 由于流动是球心对称的，所以0, 0r u u u ?θ==≠，上式可简化为221()0r r u rr ?=? 整理得：20r ru u r r+=? 【2－3】加速度向量可表示为DuD θ，试写出直角坐标系中加速度分量的表达式，并指出何者为局部加速度的项，何者为对流加速度的项。

习题1．拟用一泵将碱液由敞口碱液槽打入位差为10m高的塔中，塔顶压强为5.88×104Pa（表压），流量20m3/h。

全部输送管均为φ57×3.5mm无缝钢管，管长50m（包括局部阻力的当量长度）。

碱液的密度ρ=1500kg/m3，粘度μ=2×10－3Pa·s。

管壁粗糙度为0.3mm。

试求：（1）输送单位重量液体所需提供的外功。

（2）需向液体提供的功率。

2．在图2-11所示的4B20型离心泵特性曲线图上，任选一个流量，读出其相应的压头和功习题1 附图率，核算其效率是否与图中所示一致。

3．用水对某离心泵作实验，得到下列实验数据：Q/（L·min－1）0 100 200 300 400 500H/m 37.2 38 37 34.5 31.8 28.5 若通过φ76×4mm、长355m（包括局部阻力的当量长度）的导管，用该泵输送液体。

已知吸入与排出的空间均为常压设备，两液面间的垂直距离为4.8m，摩擦系数λ为0.03，试求该泵在运转时的流量。

若排出空间为密闭容器，其内压强为1.29×105Pa（表压），再求此时泵的流量。

被输送液体的性质与水相近。

4．某离心泵在作性能试验时以恒定转速打水。

当流量为71m3/h时，泵吸入口处真空表读数2.993×104Pa，泵压出口处压强计读数3.14×105Pa。

两测压点的位差不计，泵进、出口的管径相同。

测得此时泵的轴功率为10.4kW，试求泵的扬程及效率。

5．用泵从江中取水送入一贮水池内。

池中水面高出江面30m。

管路长度（包括局部阻力的当量长度在内）为94m。

要求水的流量为20~40m3/h。

若水温为20℃，ε/d=0.001，（1）选择适当的管径（2）今有一离心泵，流量为45 m3/h，扬程为42m，效率60%，轴功率7kW。

问该泵能否使用。

6．用一离心泵将贮水池中的冷却水经换热器送到高位槽。