《食工原理讲义》食工原理思考题和概念.doc

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1、食工原理思考题：【1・1】粘性流体在静止时有无剪应力，理想流体在运动时有无剪应力？若流体在静止时无剪应力，是否意味着它们没有粘性？答：由牛顿内摩擦定律可知，剪应力与速度梯度成正比，因此，粘性流体静止时无剪应力。又由理想流体的定义可知,没有粘性的流体为理想流体，因此，理想流体流动时仍无剪皿力。流体在静止时无剪应力不等于没有粘性，只是没有表现出来。粘性是由流体木身决定的性质。[1-2]粘性的物理本质是什么？为什么温度升高，气体粘度上升，而液体粘度下降？答：粘性是流体流动时表现出来的重要性质，其物理木质是分了内聚力大小和分了热运动强度的宏观表现。流

2、体流动时，由于分了间内聚力作用和分了热运动动量交换作用，使宏观移动流层（速度为u）屮的分了拉动临近流层屮的分了，并使该临近流层以速度u-Au发生流动，内聚力越大或分子热运动动量交换越小，粘性越大（即△U越小）。对于液体，当温度升高时，分子间的距离加大，同时热运动也加强，此时由于分子间距离加大而引起内聚力下降对粘性影响大于热运动带來的影响，因此，液体粘度随温度升高而下降（即△U加大）。对于气体，由于分了间距离远大于液体，因此，分了间内聚力对粘性影响处于次要位置。温度升高时，分了热运动引起动量交换加强，使粘度增加（即△U减小）。[1-3]雷诺数的

3、物理意义是什么？答：由雷诺数表达式可知，Re=Pdu/u是流体流动惯性力与粘滞力Z比，其数值大小反映流体的流动状态。[1-4]什么是水力光滑管？答：设管壁绝对粗糙度为△,流体粘性底层厚度为&，当△&＞时，管壁凸凹表面似乎被镀上一层光滑的液膜，管壁粗糙度儿乎不影响紊流核心。此时，称为水力光滑管。[2-1]在多层壁的热传导屮确定层间界面温度具有什么实际意义？答：在多层壁的热传导屮，确定层间界面温度具有的意义是：了解或掌握各层材料的热导率在一定条件下的特性。如由多层保温材料构成的冷库壁面屮，有些保温材料吸水后热导率有很大的提高，保温能力下降。因此，

4、在这种保温材料屮的最低温度要高于所处环境下湿空气的露点，以保证湿空气屮的水汽不会凝结成水，保证冷库壁面的保温性能。因此在冷库设计屮，要充分考虑到这一点。[2-2]流动对传热的贡献主要表现在哪里？答：对流换热时，若流体静止不流动,则流体只能以热传导的方式与壁面进行热交换，当热导率为常数时，温度分布为直线，温度梯度较小；当流体流过壁面时，将形成流动边界层和温度边界层。所谓温度边界层是指在壁面附近存在较大温度梯度的区域。在温度边界层以外,流体的温度基木均匀一致，而在温度边界层以内，温度的分布与流动边界层内的流体流动情况有关，流动边界层越薄，温度边界

5、层就越薄，滞流内层也越薄，因此，流动的结果是使温度梯度增大。由傅立叶定律Oq=?X?T/?n

6、n=O知，温度梯度小，则q就小；温度梯度大,则q就大。[2-3]白然对流屮的加热面与冷却面的位置应如何放才有利于充分传热？答：因流体屮各处的温度不同而引起密度不同，使轻者上浮，重者下沉，流体质点间发生相对位移，这种对流称为自然对流。显然，自然对流的关键是要使流体循环畅通，因此，对于要求加热的场合，加热面应放置在被加热空间的下部；对于要求冷却降温的场合，冷却面应放置在被加热空间的上部，这样放置才有利于充分传热。[2-4]热导率、对流传热系数和总传热系数

7、的物理意义是什么？它们Z间有什么不同？它们的单位是什么？答：热导率的物理意义是单位温度梯度下的热通量。热导率表征物质导热能力的大小，是物质的物理性质2—，其单位是W/（m*K）o对流传热系数的物理意义是单位温度差下、单位传热而积的对流传热速率。对流传热系数反映对流传热的快慢，其值越大表示对流传热越快。与热导率不同，它不是流体的物理性质，而是受诸多因索影响的一个系数，其单位是W/（m2*K）0总传热系数的物理意义是单位温度羌下的传热通量。总传热系数反映传热过程的强度，其值越大表示传热越快。总传热系数值的大小主要决定于流体的特性、传热过程的操作条

8、件以及换热器的类型等，其单位是W/（m2*K）0【2・5】蒸汽冷凝时为什么要定期排放不凝性气体？答：若蒸汽屮含有空气等不凝气体，当蒸汽冷凝时，它们会在液膜表面形成一层富集的气膜层。这样，可凝蒸汽在抵达液膜表面进行冷凝Z前，必须以扩散方式通过这层气膜。扩散过程的阻力引起蒸汽分压和相应的饱和温度下降，使液膜表面的温度低于蒸汽主体温度。这相当于附加一额外热阻，使蒸汽冷凝传热系数大大降低。因此，为了降低不凝气的不良影响，在冷凝器的设计屮要设有不凝气排气口，在操作过程屮要定期排放不凝气。[2-6]为什么有相变时的对流传热系数大于无相变时的对流传热系数？

9、答：在传热过程中,温差是由热阻造成的。以蒸汽冷凝为例,气相主体不存在温差,这表示汽相内不存在热阻。这是因为蒸汽在壁面冷凝时，汽相主体屮的蒸汽必流向壁面以填补空位，而