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1、第一章流体的流动1什么事持续性假设？质点的含义是什么？答：持续性介质假定是将流体视为无数流体微团或质点组成的持续介质。流体致电是有大量分子组成的分子集合 上其几何尺寸很小，但包括足够多的分子，在微观上其尺寸度远大于分子的平均自由程。2不可紧缩流体在半径的水平管内流动，试写出以/表示牛顿粘度定律的表达式，其中为管中心算起的径向距 离坐标叫为r处的流体流速。答：duz/dr3.黏性流体在静止时有无剪成力？理想流体在运动时有无剪成力？者流体在静止时无剪成力，是不是意味着它们性？答（1黏性流体在静止时无剪应力2）理想流体无剪应力（3）黏性是流体的固有特性，在静止或运动时都有黏性。4静压力有什么特性？5
2、流体在均匀直管内作答：静压力的方向与其作用面相垂直，且在各个方向的数值相同，即静压力为标量。流动时，其平均数度流程维持定值，并非因摩擦而减速，这一说法是不是正确？为何答：不正确。按照持续性方程，流体在直管中向下定态流动时，其平均流速随管截面积和流体密度而变。但流体;6在满流的条件下，水在垂直宜管中向下时，该说法是正确的。流动。则对沿管长不同位置处的平均流速而言，是不是会因重力加土下部的速度大于上部的速度？答：不会。7.在应用机械能衡算方程解题时需要注意哪些问题？答（1）所选控制面的上下游都应与流动方向垂直）流体在两截面间应是持续的待求的未知量应在截面上或两截面 间；（3）截面上的物理量均取截面
3、上的平均值I）位压头的基准面应是水平面且2值是指截面中心点与基准水平面之间的距 离；（5）物理量的单位要一致。8雷诺敷的物理意义是什么？答：惯性力与黏性力之比。9湍流与层流有何不同，湍流的主要特点是什么？答：层流时，流体质点沿流线向下游作规则的流动，质点之间无宏观混合；流体分子在不同流速的流体层之间作E 动产生黏性力一一内摩擦力。湍流流动时，质点强烈混合和随机高频脉动；流体层之间由于质点碰撞与混合所产生的湍流应力，远远大于流体:生的黏性力；离开壁面的区域，湍流的流速散布较均匀；而在壁面周围，湍流的速度梯度较大。10别离写出描述流体作层流运动时的分子动传递的通量方程和流体作湍流时涡流动传递的通量
4、方程，和流体壁面之间进行对流动的传递的速度方程，说明各个方程代表的物理意义。答层流:d(ru )xdy式中，为分子动量通量，/m2；d( ux)为动量浓度梯度,)/( ms. m2);为动量扩散系数，m2/s。湍流:d( p u )dyx式中，式中，r为分子动量通量，/m2 ；为动量扩散系数m2/s。流体一壁面之间的动量传递通量：出( s 8u- us)式中，式中，s为分子动量通量；u- us为流体的平均动量浓度之差；u/8为流体一壁面间的动量传递系数。11试通过流体进行动传递的机理分析流体流动产生摩擦阻力的原因。答：流体与壁面纸巾啊传递的动量通量为壁面剪应力5反映了壁面拖曳体层运动的力或流动
5、阻力。但流体阻力产， 的原因是由于流体的内摩擦消耗了机械能。流体在固体壁面上产生边界层分离的必要条件是什么？试通过边界层分离现象分析形体阻力(局部阻力)产答：边界层分离的必要条件是流体具有黏性和流动进程中存在逆压梯度。当发生边界层分离时，流体离开壁面形J涡，流体质点产生强烈碰撞与混合，大量消耗流体的机械能，即形成局部阻力。固体第三蹈眄相混合物分离及固体流态化1按照颗粒沉降原理，设计一个简单的装置来测定液体的黏度。答:可在一个透明玻璃容器内用落球法测定的黏在透明玻璃容器内盛满待测液谜一个刚性小球在待测液体中下落，测定一按时间内小球下落的距离1,即可求得液体的黏度。测定中已知液体的密度小球的密麻，
6、直径d，计算公式下：-d 2( p-p)gts180要求小球的沉降必需在滞流区，玻璃容器的尺寸需足够大以消除壁效应。2. 改颗粒的沉降速度求颗粒的直时，试按照(3-15)的思路。找出一不命的纲为一数群作为三个流型区域的判断。答：滞流区由u = d2(p, - p)gUt180可得08闻d =l(P P)gs因此有18p2U 3(1)湍流区因此有町=1.74可得 P曜t V pd = 尸1.742( p p) g(2)Br pu d p2u 3e d 1.752 贝 p p) gs比较(1),(2 )两式，二P23d (P P) gs滞流区R“呼=M二林.IK，J 0.056dd (P P) g
7、S湍流区 R =畔 _P2U3= _k_ 1000 K we d1.752 d (P；-P) g 1.752所以，已知颗粒的沉降速度 求颗粒的直径1时，可用昭作判据。孥时，沉降在滞流区；K 时，沉降在湍 流区；当次时，沉降在过渡区。3. 试分析过滤压力差对过滤常数的影响。答：K=2么pi-s其中k = 1 不随压力差转变，则Ap1-s d r uqee若介质阻力Rm=rLe= R = rL = Apsuq 不随压力转变，则q x Ap-s若滤饼不可紧缩，则K 七p ,qe与 p无关。5. 试分析采取下列办法后转筒过滤机的生产能力将如何转变分析上述各项办法的可能性知过滤介质阻力可忽略, 滤饼不可
8、皿(1)转筒尺寸按比例增大0%, D= , L =则Q = 2.25Q(2) 转筒浸没度增大0%,矿= 1.5中贝 UQ= 13Q = 1.22 Q(3) 操作真空度增大10%, K=则Q =扣15Q = 1.22 Q(4) 转速增大50%, n = 】.则QfUQ = 1.22 Q相体积分数由0%增稠至15%,已知滤饼中按照滤浆中的固相含量及滤饼中固相体积分数可求出滤饼体积与滤液体积之比滤浆中固相体积分数为0%时，形成1m3滤饼需要固体颗粒，所对应的料浆量3是，因此，形成m3滤饼可取得6-1)m3 = 5m3滤液，则1 E /E E u -_ m3/m3= m35滤浆中固相体积分数为5%时，
9、形成1m3滤饼需要固体颗粒所对应的料浆量是m3 - 4m ,因此，形成1m3滤饼可取 得(4-1)m3-3m3滤液，则u =1 m3/ -u = 0.33m3/3 / m3/ rm滤饼不可紧缩，所坡= , K = K = 0.606K p ruuQ=0606Q = 0.778 Q(6)升高滤浆温度，使滤液黏度减HP%, p = 0.5p，则K = 2K从上面的计算可以看出，增大转筒尺寸，增大转筒浸没度，增大操作真空度，增大转速，升高滤浆温度使滤液黏J 可使过滤机的生产能力增大。滤浆中固相体积分数增大则会减小(按滤液体积计的)过滤机的生产能力。6. 理想流化床和实际流化床的不同主如果什么？答：理
10、想流化床的压降为一恒定俸际流化虑P-u曲线上，在固定床向流化床转化时有T它峰，且在流化床 阶段，压力降是波动的。第五章传热1在热传导问题中，术语一维”是什么意思？何谓稳态热传导？答：所谓一维导热是指只沿着一个方向进行的热传导进包括圆筒的径向导热所谓稳态热传导是指传热速度不随 时间而转变，即温度梯度只是位置的函数而与时间无关。2什么叫热阻？试说明在多层平壁和多层筒壁热传导中应用热阻的长处及在传热分析中的作用？答：热阻是反映阻止热量传递的能力的综合参量。由于系统中任一段的热阻与该段的温度差成正比，利用此关系i 界面温度或物体内温度散布。3对流传热系数的作用是什么？说明对流传热的机理及求算对流传热系
11、数的途径。答：对流传热系数反映了对流传热的快慢，反映了对流传热热阻的大小。对流传热系数越大表示对流传热越快。运动着的流体质点之内能形式携带着能量由一处移向另一处，此类热量传递进程称为对流传热。固体壁面处的热i 热传导方式通过静止的流体层进入层流内层，在层流内层中传热方式亦为热传导；在缓冲层内兼有热传导和涡流传热 方式；湍流核心的热量传递以涡流传热为主。由流动边界层的概念和对流传热的机理分析可知，传热的温度梯度主要存在紧贴壁面的热边界层处，即热边界层J 流传热的主要区域。求算对流传热系数的主要途径有：(1 )实验测定；2 )关联式估算，必要时可查资料取得。4.试说明流体有相变时的对流传热系数大于
12、无相变时的对流传热系数的理由。答：有相变时的传热进程特点是相变流体要放出或吸收大量的潜热，但流体温度不会发生转变。有相变时在气液i 处产生强烈的扰动，从而使对流传热系数较无相变时的更大。5为何滴状冷凝的对流传热系数要比膜状冷凝的对流传热系数高？答：膜状冷凝在壁面上一旦形成液膜后，蒸气的冷凝只能在液膜的表面上进行，即蒸气冷凝是放出的潜热，必需1 后才能传给冷壁面。液膜内依托热传导，流体的导热系数通常较小，这层冷凝液膜往往成为冷凝的主要热阻。在滴状冷凝时，壁面大部份面积直接暴露在蒸气中，可供蒸气冷凝。由于没有液膜阻碍热流，因此滴状冷凝传热;状冷凝的可高几倍乃至几十倍。6对于膜状冷凝，雷诺数是如何概
13、念的？答：用来判断膜层流型的雷诺懿常常表示为冷凝负御的函数。若以A表示凝液的流通面积P表示润湿周边长度，qm表示凝液的质量流量，并令=qm表示单位长度润湿周边上的冷凝也质量流量，则有7如何理解辐射传热中黑体和灰体的概念？答：（1）能全数吸收辐射能，即吸收鞋1的物体，称为黑体或绝对黑体。黑体是理想物体，实际上并非律在凡 能以相同的吸收率且部份地吸收由到8所有波长范围的辐射能的物体，念为灰体。灰体有一下特点灰体的吸收察不 随辐射线的波长而变。灰体是不透热体A职=1灰体也是理想物体，但大多数的工程材料都可视为灰体。8蒸气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
14、导热系数也为倍。若将两层材料位置互换，而假定其他条件不变，试问每米管长的热损失将改变多少？说明在本题情况下，哪一种在内层较为适合？答：因为rm2=2rm1，2=2A1所以（q- = 1.25q q = Q = 2兀（1 一？ L b b.X S X S1 ml 2 m2,=Q= 2 兀（q _ l一1 甘一人S 人S2 ml 1 m2T故心1.25即每米管长的热损失将变成原来的倍。 q所以，导热系数较小的那种材料包扎在内层较为适合在管壳式换热器中热成力是如何产生的热成力有何影响为克服热应力的影响应采取何种办法？答管壳式热应器又称列管式热应器，是一种通用的标准换热设备。当换热管与管壳的温差较大）
15、摄氏度）时产生 温差应力，为克服热应力的影响，在换热器结构上采取如下办法在管壳体上设置膨胀节，因此壳程压力受膨胀节强度 制不能太高。固定管板式换热器适用于两流体温差不大或温差较大但壳程压力不高的场浮头式转换器两头管板之一不 与壳体固定连接，可在壳体内沿轴向自由伸缩，当转换器与壳体有温差存在，壳体或转换器膨胀时，互不约束，不会 应力；(3)U形管式换热器只有一个管板，换热器为形，管子两头固定在同一管板上。管制可以自由伸缩，当壳鹏 换热器有温差时，不会产生温差应力4)填料函式换热器管板只有一端与壳体固定连接，另一端采用填料函密封。管制 自由伸缩，不会产生因壳壁与管壁温差而引发的温差应力。10管壳式换热器为何常采用多管程，分程的作用是什么？答：当流体的流量较小时，采用多管程可以提高管内流速，进而提高对流传热系
