化工傳遞現(xiàn)象基礎(chǔ)知識(shí)測試試卷考試時(shí)長：120分鐘滿分：100分一、單選題（總共10題，每題2分，總分20分）1.在化工傳遞現(xiàn)象中，描述流體內(nèi)部由于濃度差異引起的物質(zhì)傳遞現(xiàn)象的是（）A.對流傳遞B.擴(kuò)散傳遞C.湍流傳遞D.分子傳遞2.下列關(guān)于費(fèi)克定律的描述，錯(cuò)誤的是（）A.擴(kuò)散通量與濃度梯度成正比B.擴(kuò)散方向?yàn)闈舛冉档偷姆较駽.擴(kuò)散通量與溫度成正比D.擴(kuò)散系數(shù)是物質(zhì)本身的物理性質(zhì)3.在管道內(nèi)流動(dòng)的流體，若雷諾數(shù)Re小于2300，則流動(dòng)狀態(tài)通常為（）A.湍流B.層流C.過渡流D.穩(wěn)定流4.傳質(zhì)系數(shù)k與擴(kuò)散系數(shù)D的關(guān)系，下列說法正確的是（）A.k總是大于DB.k總是小于DC.k與D成正比，但比例系數(shù)取決于幾何因素D.k與D無關(guān)5.在雙膜理論中，描述兩相界面兩側(cè)流體與界面之間傳質(zhì)阻力主要存在于（）A.氣相主體B.液相主體C.界面膜層D.混合相6.對于圓形管內(nèi)層流流動(dòng)，努塞爾特?cái)?shù)Nu與雷諾數(shù)Re的關(guān)系，下列說法正確的是（）A.Nu與Re無關(guān)B.Nu與Re成正比C.Nu與Re的0.8次方成正比D.Nu與Re的0.2次方成正比7.在傳質(zhì)過程中，描述物質(zhì)從高濃度區(qū)域向低濃度區(qū)域移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力是（）A.壓力差B.濃度梯度C.溫度差D.重力差8.對于非定態(tài)傳質(zhì)過程，描述其特點(diǎn)的是（）A.濃度隨時(shí)間變化，但空間分布均勻B.濃度隨時(shí)間變化，且空間分布不均勻C.濃度不隨時(shí)間變化，但空間分布均勻D.濃度不隨時(shí)間變化，且空間分布不均勻9.在傳熱與傳質(zhì)類比中，描述努塞爾特?cái)?shù)Nu與舍伍德數(shù)Sh關(guān)系的是（）A.Nu=ShB.Nu=2ShC.Nu=0.5ShD.Nu=3Sh10.對于多孔介質(zhì)中的擴(kuò)散傳遞，描述菲克定律修正形式的是（）A.j=-D?CB.j=-D?C+βCC.j=-D?C-βCD.j=αD?C二、填空題（總共10題，每題2分，總分20分）1.傳質(zhì)系數(shù)k的定義是單位濃度梯度下的________傳遞速率。2.擴(kuò)散系數(shù)D的單位是________。3.雷諾數(shù)Re是描述流體流動(dòng)狀態(tài)的無量綱數(shù)，其表達(dá)式為Re=________。4.雙膜理論認(rèn)為傳質(zhì)阻力主要集中在________和________之間。5.努塞爾特?cái)?shù)Nu是無量綱數(shù)，用于描述________的效率。6.舍伍德數(shù)Sh是無量綱數(shù)，用于描述________的效率。7.對于圓形管內(nèi)層流流動(dòng)，努塞爾特?cái)?shù)Nu的典型值為________。8.傳質(zhì)過程的費(fèi)克定律表達(dá)式為________。9.非定態(tài)傳質(zhì)過程中，濃度隨________和________變化。10.多孔介質(zhì)中的擴(kuò)散傳遞，修正后的菲克定律中β表示________。三、判斷題（總共10題，每題2分，總分20分）1.擴(kuò)散傳遞只發(fā)生在固體中。（×）2.雷諾數(shù)Re越大，流體流動(dòng)越接近層流。（×）3.雙膜理論適用于所有傳質(zhì)過程。（×）4.努塞爾特?cái)?shù)Nu與傳熱系數(shù)h成正比。（√）5.舍伍德數(shù)Sh與傳質(zhì)系數(shù)k成正比。（√）6.對于圓形管內(nèi)層流流動(dòng)，努塞爾特?cái)?shù)Nu的典型值為3.66。（√）7.傳質(zhì)過程的費(fèi)克定律與傳熱過程的傅里葉定律形式相同。（√）8.非定態(tài)傳質(zhì)過程中，濃度不隨時(shí)間變化。（×）9.多孔介質(zhì)中的擴(kuò)散傳遞，修正后的菲克定律中β表示孔隙率。（×）10.擴(kuò)散系數(shù)D只與物質(zhì)種類有關(guān)，與溫度無關(guān)。（×）四、簡答題（總共3題，每題4分，總分12分）1.簡述費(fèi)克定律的物理意義及其應(yīng)用場景。解答要點(diǎn)：費(fèi)克定律描述了物質(zhì)在介質(zhì)中的擴(kuò)散傳遞規(guī)律，擴(kuò)散通量與濃度梯度成正比，方向?yàn)闈舛冉档偷姆较?。?yīng)用場景包括氣體混合物的分離、溶液的濃縮等。2.解釋雙膜理論的基本假設(shè)及其局限性。解答要點(diǎn)：雙膜理論假設(shè)兩相界面兩側(cè)流體與界面之間存在穩(wěn)定的膜層，傳質(zhì)阻力主要集中在膜層中。局限性包括不適用于非理想體系、忽略表面反應(yīng)等。3.比較傳熱與傳質(zhì)類比的相似性與差異性。解答要點(diǎn)：相似性包括努塞爾特?cái)?shù)Nu與舍伍德數(shù)Sh的關(guān)系、對流傳質(zhì)與對流傳熱的關(guān)系等。差異性包括傳質(zhì)過程需考慮濃度場，傳熱過程需考慮溫度場等。五、應(yīng)用題（總共2題，每題9分，總分18分）1.某圓形管內(nèi)流體流動(dòng)雷諾數(shù)Re=2000，管徑d=0.05m，流體擴(kuò)散系數(shù)D=1.5×10^-5m2/s，試計(jì)算努塞爾特?cái)?shù)Nu并分析流動(dòng)狀態(tài)。解題思路：-雷諾數(shù)Re=2000，屬于層流流動(dòng)；-根據(jù)層流流動(dòng)的努塞爾特?cái)?shù)經(jīng)驗(yàn)公式Nu=3.66；-驗(yàn)證計(jì)算：Nu=3.66，符合層流流動(dòng)特征。2.某溶液在兩相界面處的濃度梯度為0.1mol/m3/m，傳質(zhì)系數(shù)k=2×10^-5mol/(m2·s)，試計(jì)算傳質(zhì)通量j，并說明其物理意義。解題思路：-根據(jù)費(fèi)克定律j=-k?C；-代入數(shù)據(jù)：j=-2×10^-5mol/(m2·s)×0.1mol/m3/m=-2×10^-6mol/(m2·s)；-物理意義：單位時(shí)間內(nèi)通過單位面積傳遞的物質(zhì)量?！緲?biāo)準(zhǔn)答案及解析】一、單選題1.B擴(kuò)散傳遞描述濃度差異引起的物質(zhì)傳遞。2.C擴(kuò)散通量與溫度無關(guān)。3.BRe<2300為層流。4.Ck與D成正比，但比例系數(shù)取決于幾何因素。5.C雙膜理論認(rèn)為傳質(zhì)阻力集中在界面膜層。6.CNu∝Re^0.8。7.B濃度梯度是傳質(zhì)驅(qū)動(dòng)力。8.B非定態(tài)傳質(zhì)濃度隨時(shí)間和空間變化。9.BNu=2Sh。10.B修正形式考慮孔隙率影響。二、填空題1.濃度2.m2/s3.ρvd/μ4.氣相主體；液相主體5.對流傳熱6.對流傳質(zhì)7.3.668.j=-D?C9.時(shí)間；空間10.孔隙率影響三、判斷題1.×擴(kuò)散傳遞也發(fā)生在液體和氣體中。2.×Re增大，流動(dòng)越接近湍流。3.×不適用于非理想體系。4.√N(yùn)u與h成正比。5.√Sh與k成正比。6.√層流Nu=3.66。7.√形式相同，但變量不同。8.×非定態(tài)傳質(zhì)濃度隨時(shí)間變化。9.×β表示表面反應(yīng)速率。10.×D與溫度有關(guān)。四、簡答題1.費(fèi)克定律的物理意義是描述物質(zhì)擴(kuò)散傳遞規(guī)律，擴(kuò)散通量與濃度梯度成正比，方向?yàn)闈舛冉档偷姆较?。?yīng)用場景包括氣體混合物的分離、溶液的濃縮等。2.雙膜理論假設(shè)兩相界面兩側(cè)流體與界面之間存在穩(wěn)定的膜層，傳質(zhì)阻力主要集中在膜層中。局限性包括不適用于非理想體系、忽略表面反應(yīng)等。3.傳熱與傳質(zhì)類比的相似性包括努塞爾特?cái)?shù)Nu與舍伍德數(shù)Sh的關(guān)系、對流傳質(zhì)與對流傳熱的關(guān)系等。差異性包括傳質(zhì)過程需考慮濃度場，傳熱過程需考慮溫度場等。五、應(yīng)用題1.解：