《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。
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:j A D AB ^ A( 1-3)dy d( u) dy2.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。
物理意义:表示空间某固定点处温度随时间的变化率;1. (1-1)解:d( u) dy(y z, u z,虫> 0)dyd( u) dr(r Z, U ]dudr < 0)(1-4)q/Ad( C p t)dy(1-6)1.它们可以共同表示为：通量=—（扩散系数）X （浓度梯度）；3. （3-1）解：全导数:dt dt t dx t d y t dzxdyd z dttt t u xUy-u z xy z随体导数：DDu z3z ( 3z )( 3 ) 3z(3 21)表示测量流体温度时’测量点以任意速度乎、乎、生运动所测得的温度随时间的变化率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) u(x,y,z) (x 22 )i (2xy )J (2)—*■u(x,y,z) 2xi (x z)j (2x 2y)k（3） u(x,y)2xyi 2yzj 2xzk4.（ 3-3）解：不可压缩流体流动的连续性方程为： U 0 （判据）1. u 2x2x0，不可压缩流体流动；2. U 2 0 02，不是不可压缩流体流动；5. 某流场可由下述速度向量式表达：r r r ru （x, y, z, ） xyzi yj 3z k试求点（2，1, 2，1）的加速度向量0 xyz(yz) y(xz) 3z (xy) xyz( yz 1 3 )Du y D ydt丁Dt表示测量点随流体一起运动且速度 dxU xU ydy d 、U z3.2y 2z 2x 2(x y z)0,不可压缩 0,不是不可压缩5. (3-6)Du x rDU y rD 1D JDu x Du xu xux"xU yu x yu xuz"z6.流体在两块无限大平板间作一维稳态层流。
1.如附图所示。
某工业炉的炉壁由耐火砖 ?1= (m ・K)、绝热层 炉(m ・K)及普通砖 拆(m ・K)三层组成。
炉膛壁内壁温度1100o c,普通砖层厚12cm ，其外表面温度为 50 o G 通过炉壁的热损失为1200W/m 2,绝热材料的耐热温度为 900 o C 。
求耐火砖层的最小厚度及此时绝热层厚度。
设各层间接触良好，接触热阻可以忽略。
已知：X 1=m-K, ?2=m ・K, 2m ・K, T 1= 1100 °C, T 2= 900 °C, T 4 = 50°C, 3 = 12cm , q = 1200W/m 2, Rc= 0求：1 =2 =解： T-q2.如附图所示。
为测量炉壁内壁的温度， 在炉外壁及距外壁 1/3厚度处设置热电偶， 测 得t 2=300 o C, t 3=50 °C 。
求内壁温度t 1。
设炉壁由单层均质材料组成。
已知：T 2=300°C, T 3=50°C1100 90012000.22m又••• q900 50 0.12 12000.930.579m 2 K /W1.32T T 42 T 2T 4 3 2q30.10m习题2附图其中 r i =30mm , r 2=60mm , r 3=160mm 所以2 100 10丄ln60丄in 型0.043 300.076025W/m负号表示由外界向系统内传热，即为冷量损失量。
4.蒸汽管道外包扎有两层导热系数不同而厚度相同的绝热层，设外层的平均直径为内 层的两倍。
其导热系数也为内层的两倍。
若将二层材料互换位置，假定其它条件不变， 试问每米管长的热损失将改变多少说明在本题情况下，哪一种材料包扎在内层较为合适解：设外层平均直径为d m,2，内层平均直径为d m,1，则d m,2= 2d m,1 且 ?2=2 入由导热速率方程知bbbb5 b 1 S m12S m21 d m1L2 1 2d m1 L4 1两层互换位置后Qttd m 丄所以q_1.25求： T i =T i = 2(T 2— T 3)+T 3=3 X (300-50)+56= 800 °C3.直径为60 X 3mml 的钢管用30mm 厚的软木包扎，其外又用 100mm 厚的保温灰包扎， 以作为绝热层。
化工原理第三版习题答案化工原理第三版习题答案化工原理是化工专业的基础课程之一，它主要涉及到化学反应工程、传递过程以及化工设备等方面的知识。
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第一章：化工原理概述1. 什么是化工原理？化工原理是研究化学反应工程、传递过程以及化工设备等方面的基本原理和规律的学科。
2. 化工原理的主要内容包括哪些方面？化工原理的主要内容包括物质的性质与结构、物质的平衡、能量的平衡、物质的传递与反应、化工设备等方面的内容。
第二章：物质的性质与结构1. 什么是物质的性质？物质的性质是指物质所具有的各种物理和化学特性，如密度、粘度、熔点、沸点、溶解度等。
2. 物质的结构对其性质有何影响？物质的结构对其性质有着重要的影响。
例如，分子的大小和形状会影响物质的溶解度和扩散速率；分子中的化学键类型和强度会影响物质的热稳定性和反应活性等。
第三章：物质的平衡1. 什么是物质的平衡？物质的平衡是指在一定条件下，物质的输入和输出之间达到动态平衡的状态。
2. 物质的平衡方程如何表示？物质的平衡方程可以通过质量守恒或物质守恒来表示。
质量守恒方程可表示为输入质量=输出质量+积累质量，物质守恒方程可表示为输入物质的流量=输出物质的流量+积累物质的流量。
第四章：能量的平衡1. 什么是能量的平衡？能量的平衡是指在一定条件下，能量的输入和输出之间达到动态平衡的状态。
2. 能量的平衡方程如何表示？能量的平衡方程可以通过热量守恒或能量守恒来表示。
热量守恒方程可表示为输入热量=输出热量+积累热量，能量守恒方程可表示为输入能量=输出能量+积累能量。
第五章：物质的传递与反应1. 什么是物质的传递？物质的传递是指物质在不同相之间或相同相中的传递过程，如质量传递和热量传递等。
2. 什么是物质的反应？物质的反应是指物质之间发生化学反应的过程，如酸碱中和反应、氧化还原反应等。
