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 M
c t Mc t Mc t t A -==-()q h t t s b A
=-/p
M h c =)(As Ab As Ab A c c c c M M M N -=-=ρρρ)(0As Ab A c c c k N -=0c
M 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。
答：t对时间Θ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u0 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。
u0 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；u0 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u0、t0流进管道，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，该浓度梯度自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：u0 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：u0 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摩擦力，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，压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，二者缺一不可。
当主流流体和边界层中的流体均处于减速加压状态下时，出现逆压力梯度。
在存在逆向压力梯度条件下，只有当存在停滞点即在该点速度能消耗殆尽，速度为零，压力较上游大时，才出现边界层分离现象。