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东北大学 2008年攻读硕士学位研究生入学考试试题答案 考试科目： 考试科目代码： 1概念题（任选8题，每题5分，计40分） 1.1牛顿流体与非牛顿流体 剪应力与速度梯度的关系符合牛顿粘性定律的流体，称为牛顿型流体，包括全部气体与大部分液体在内。不符合牛顿粘性定律的流体称为非牛顿型流体，这些都是稠厚液体或悬浮液。 1.2 物体表面的黑度与吸收率：黑度表示灰体发射能力占黑体辐射能力的分数，吸收率为外界投射来的辐射能可被物体吸收的分数，只有在温度相同以及黑度或吸收率随温度的变化皆可忽略时黑度在数值上才与吸收率相等。 1.3蒸发需要不断的供给热能。工业上采用的热源通常是水蒸汽，而蒸发的物料大多是水溶液，蒸发时产生的蒸汽也是水蒸汽。为了易于区别，前者称为加热蒸汽，后者称为二次蒸汽。 1.4角系数及其物理意义 吸收因数与脱吸因数：几何意义为操作线斜率L/G与平衡线斜率m之比，A=L/（mG）;脱吸因数是吸收因数的倒数，S=mG/L。 1.5 溶液的沸点升高与杜林规则：溶液中含有溶质，故其沸点必须高于纯溶剂在同一压力下的沸点，亦即高于蒸发室压力下的饱和蒸汽温度。此高出的温度称为溶液的沸点升高，溶液的沸点升高与溶液的种类、溶液中溶质的浓度以及蒸发压力有关。 杜林规则：某液体（或溶液）在两种不同压力下两沸点之差，与另一标准体在相应压力下两沸点之差，其比值为一常数。 1.6单向扩散与漂流因子：在吸收式，可简化地认为气液相界面只容许气相中的溶质A通过而不让惰性气体B通过，也不让溶剂S逆向通过（汽化）。单相扩散是的传质速率比等摩尔扩散时多了一个因子（P/PBm）,显然，其值大于1，原因就是由于总体流动，如同顺水行舟，水流使船速加大，故称（P/PBm）为漂流因子或漂流因数。 1.7对流传热系数与定性温度 牛顿冷却定律中的换热系数，而定性温度是取一个温度区间内温度的平均值，工程上 共 页 第1页 往往采用这样的简化，在温度变化区间内物性参数变化不大。 1.8可压缩滤饼与不可压缩滤饼： 某些悬浮液所形成的滤饼，其空隙结构因颗粒坚硬不会因受压而变形，这种滤饼成为不可压缩的。若滤饼受压后变形，致使滤饼的空隙率减小而是过滤阻力增大，这种滤饼称为可压缩的。 1.9 局部损失与阻力系数：当流体流经弯头、阀门、三通、管进出口等处时，由于流体的流速或流动方向突然发生变化，产生边界层分离和涡流，从而导致形体阻力损失。局部损失的计算方法有阻力系数法和当量长度法，阻力系数法将局部损失表达成平均动能的某一个倍数，ωf=ξu2/2，ξ局部阻力系数，简称阻力系数。 1.10聚式流化床与散式流化床: 当流体流量组建增加时，床层从开始膨胀直到颗粒被带走，床内颗粒的分散状态和扰动程度平缓地加大，床层的上界面较为清晰是散式流化床的特征；而聚式床层的波动逐渐加剧。 2简述题（任选5题，每题10分，计50分） 2.1边界层分离及其对流体输送、传热和传质的影响？ 当流体流过非流线型物体时会发生边界层脱离壁面的现象，称为边界层分离。用流体流托圆柱体壁面为例来说明，流体绕过一长圆柱体，在达到最高点以前，流体因界面变小而加速，过最高点之后就开始减速。流体加速是压力递减，流过最高点后则转而减速增压，即流体作逆流流动，此时，流体的动能一部分转化为压力能，还有一部分用来克服阻力损失。由于流速的不均匀分布，距壁较远处的流体随减速仍继续前进，但近壁处因流速慢，当流过S点时，速度可减为零。一旦流体在边界层内停止流动，下游的流体在逆压作用下将倒流回来，他们在来流的冲击下，就在点S附近形成明显的旋涡，该旋涡像楔子一样将边界层与物面分离开来，这就是边界层分离。 边界层分离增大能量消耗，在流体输送中应设法避免或减轻，但它推混合及传热、传质又有促进作用，故有时也要加以利用。 2.2汽蚀现象及其防止办法？ 提高泵的安装高度，将导致泵内压力降低，其最低值为叶片间通道入口附近，当这个 共 页 第2页 最低值降至被输送液体的饱和蒸汽压时，将发生沸腾，所产生的蒸汽泡在随液体从入口向外周流动中，又因压力迅速加大而积聚冷凝。使液体以很大速度从周围冲向汽泡中心，产生频率很高，瞬时压力很大的冲击，这种现象称为“汽蚀”； 2.3 数学模型法是抽象地理论上简化，而因此分析法是以量纲为基础，往往采用实验方法确定系数。 2.4用因次分析法导出沉降速度中的阻力系数是雷诺数的函数相关各物理量的因次: ;;;; 分别对阻力系数和雷诺数进行因次分析： ; 由此证明了用滤饼过滤过程说明数学模型法的原理 2.5吸收过程的基本理论 气液相平衡理论：溶解度、亨利定律：对于稀溶液，气液两相的溶度成正比。吸收传质速率包括双膜理论、相际传质速率放成NA=Ky（y-y*）;NA=K