传递过程原理概要
传递过程课后习题解答概要
【1－1】试说明传递现象所遵循的基本原理和基本研究方法。
答：传递现象所遵循的基本原理为一个过程传递的通量与描述该过程的强度性质物理量的梯度成正比，传递的方向为该物理量下降的方向。
传递现象的基本研究方法主要有三种，即理论分析方法、实验研究方法和数值计算方法。
【1－2】列表说明分子传递现象的数学模型及其通量表达式。
【1－3】阐述普朗特准数、施米特准数和刘易斯准数的物理意义。
答：普朗特准数的物理意义为动量传递的难易程度与热量传递的难易程度之比；施米特准数的物理意义为动量传递的难易程度与质量传递的难易程度之比；刘易斯准数的物理意义为热量传递的难易程度与质量传递的难易程度之比。
【2－1】试写出质量浓度ρ对时间的全导数和随体导数，并由此说明全导数和随体导数的物理意义。
解：质量浓度的全导数的表达式为：d dx dy dzdt t x dt y dt z dt ρρρρρ∂∂∂∂=+++∂∂∂∂，式中t 表示时间 质量浓度的随体导数的表达式为x y z D u u u Dt t x y zρρρρρ∂∂∂∂=+++∂∂∂∂ 全导数的物理意义为，当时间和空间位置都发生变化时，某个物理量的变化速率。
随体导数的物理意义为，当观测点随着流体一起运动时，某个物理量随时间和观测点位置变化而改变的速率。
【2－2】对于下述各种运动情况，试采用适当坐标系的一般化连续性方程描述，并结合下述具体条件将一般化连续性方程加以简化，指出简化过程的依据。
⑴ 在矩形截面管道内，可压缩流体作稳态一维流动； ⑵ 在平板壁面上不可压缩流体作稳态二维流动； ⑶ 在平板壁面上可压缩流体作稳态二维流动；⑷ 不可压缩流体在圆管中作轴对称的轴向稳态流动； ⑸ 不可压缩流体作球心对称的径向稳态流动。
解：⑴ 对于矩形管道，选用直角坐标系比较方便，直角坐标系下连续性方程的一般形式为()()()y x z u u u t x y z ρρρρ∂⎡⎤∂∂∂=-++⎢⎥∂∂∂∂⎣⎦由于流动是稳态的，所以0tρ∂=∂，对于一维流动，假设只沿x 方向进行，则0y z u u ==于是，上述方程可简化为()0x u xρ∂=∂ ⑵ 对于平板壁面，选用直角坐标系比较方便，直角坐标系下连续性方程的一般形式为()()()y x z u u u t x y z ρρρρ∂⎡⎤∂∂∂=-++⎢⎥∂∂∂∂⎣⎦由于流动是稳态的，所以0tρ∂=∂，对于不可压缩流体ρ=常数，所以上式可简化为 0y x zu u u x y z∂∂∂++∂∂∂＝ 由于平板壁面上的流动为二维流动，假设流动在xoy 面上进行，即0z u =，上式还可以进一步简化为0yx u u x y∂∂+∂∂＝ ⑶ 对于平板壁面，选用直角坐标系比较方便，直角坐标系下连续性方程的一般形式为()()()y x z u u u t x y z ρρρρ∂⎡⎤∂∂∂=-++⎢⎥∂∂∂∂⎣⎦ 由于流动是稳态的，所以0tρ∂=∂，由于平板壁面上的流动为二维流动，假设流动在xoy 面上进行，即0z u =，则上式可以简化为()()0y x u u x yρρ∂∂+∂∂＝ ⑷ 由于流动是在圆管中进行的，故选用柱坐标系比较方便，柱标系下连续性方程的一般形式为()()()110z r u u ru t r r r zθρρρρθ∂∂∂∂+++=∂∂∂∂ 由于流动是稳态的，所以0tρ∂=∂，对于不可压缩流体ρ=常数，所以上式可简化为 ()()()110r z u ru u r r r zθθ∂∂∂++=∂∂∂由于仅有轴向流动，所以0, 0r z u u u θ==≠，上式可简化为0zu z∂=∂ ⑸ 由于流体是做球心对称的流动，故选用球坐标系比较方便，柱球系下连续性方程的一般形式为22111()(sin )()0sin sin r r u u u t r r r r θϕρρρθρθθθϕ∂∂∂∂+++=∂∂∂∂ 由于流动是稳态的，所以0tρ∂=∂，对于不可压缩流体ρ=常数，所以上式可简化为 22111()(sin )()0sin sin r r u u u rr r r θϕθθθθϕ∂∂∂++=∂∂∂ 由于流动是球心对称的，所以0, 0r u u u ϕθ==≠，上式可简化为221()0r r u rr ∂=∂ 整理得：20r ru u r r∂+=∂ 【2－3】加速度向量可表示为DuD θ，试写出直角坐标系中加速度分量的表达式，并指出何者为局部加速度的项，何者为对流加速度的项。
串行口工作原理
串行口工作原理
串行口是一种用于数据传输的硬件接口，它可以将数据逐个比特地传输。
串行口工作的基本原理是将需要传输的数据按照一定的规则进行分割，并以连续的比特序列的形式进行传输。
在串行口的工作过程中，数据被分成一个个比特，然后按照事先约定好的规则，依次传输给接收端。
这个规则包括了每个比特的位宽、传输的顺序以及同步的方式等等。
通常情况下，串行口使用的是异步传输方式，也就是说，传输时不需要事先进行时钟同步，而是在数据的起始位置插入起始位和校验位来提供同步信息。
在串行口的数据传输过程中，发送端按照一定的时序将数据比特逐个发送给接收端。
接收端按照相同的时序依次接收每个比特，并通过解码、校验等操作恢复原始数据。
为了保证数据的准确性，通常还会在传输过程中加入差错检测和纠错机制，例如CRC校验等。
串行口的工作原理与并行口不同，串行口通过逐个比特的方式传输数据，相比之下，串行口在传输速率上可能会受到一定的限制。
但是串行口的传输距离相对较长，传输线路简单，而且可以灵活选择传输速率，因此在许多应用场景下得到了广泛的应用。
例如，在计算机、通信设备、工业自动化等领域中，串行口被广泛用于连接外部设备与主机进行数据交互。
新苏教版2021秋学期五年级科学上册第二单元《热传递》教材概要分析
第2单元《热传递》单元教材概要分析一、单元整体解读与学情分析自然界中热传递无处不在，研究由温差引起的热传递现象是认识自然界的重要内容。
无论是在日常生活中还是在科技领域内，热传递都有着广泛的应用。
人们冬天晒太阳取暖，夏天开空调降温，研究食品冷藏保鲜技术等，都与热传递现象有关。
当我们了解热传递的发生条件、热传递的方式以及材料的导热性能后，就能根据实际需求，选择是防止热传递的发生，还是利用热传递来方便生活。
对于热传递，学生有很多切身的感受，如盛有热水的玻璃杯烫手，但这只是生活经验，学生不知道热传递有三种方式，以及三种传热方式的异同。
为此，本单元设计了大量实验为学生提供直观现象，帮助学生分析影响热传递的主要因素，概括热传递的基本规律，理解热传递的实质是热从高温物体向低温物体转移的过程，进而能够解释生活中的热传递现象。
对于本单元主题，学生不仅有生活经验，还有一定的认知基础，在四年级学习了《冷和热》，强调运用实验观察的方法，掌握温度的概念，知道温度变化可以使物体产生体积和形态的变化，并了解一般物体都具有热胀冷缩的性质。
因此，对于热学知识，学生经历了“进阶”的学习过程。
此外，通过本单元的学习，能强化学生对“物质是运动的”这一核心概念的理解，在前期从宏观层面学习机械运动的基础上，借助一些表象来了解微观运动，为初中学习分子热运动提供丰富的认知基础。
本单元主题与生活实际息息相关，有大量的生活事例作为学习素材。
这不仅为学生在基于事实的基础上分析热传递现象、抽象热传递特点、概括热传递规律提供了充分机会，还为培养学生的逻辑思维和逆向思维提供了有效载体。
同时，运用热传递知识编排多个制作活动，为学生知识迁移、设计思维、动手能力的发展提供了契机。
二、单元目标解读与概念分析（1）本单元通过一系列观察、实验、分析等活动，落实《课程标准》高年段的课程目标。
科学知识：初步了解常见的物质的变化；知道不同能量之间的转换。
科学探究：能基于所学的知识，制订比较完整的探究计划，初步具备实验设计的能力和控制变量的意识，并能设计单一变量的实验方案。
传热的基本原理
传热的基本原理
传热是指热量从一个物体传递到另一个物体的过程。
热量传递可以通过三种基本途径发生：传导、对流和辐射。
传导是指热量通过物质内部的分子或离子的振动和碰撞来传递的过程。
当一个物体的一部分受热时，其分子通过振动和碰撞将能量传递给周围的分子，从而逐渐使整个物体达到热平衡。
传导的速率取决于物体的导热性质，即物体的热导率。
热导率越高，传导速率越快。
对流是指流体（气体或液体）的传热过程。
当一个物体受热时，周围的流体也会受热并产生密度变化，从而形成对流流动。
对流能够有效地传递热量，因为流体的流动会带走热量并将其传递到其他地方。
对流的速率取决于流体的热扩散性质和流体的流动性质。
辐射是指热量以电磁波的形式传递，无需通过物质进行传导或对流。
所有物体都会辐射热量，其强度取决于物体的温度和辐射特性。
辐射热量可以在真空中传递，也可以在透明的介质（例如空气或玻璃）中传递。
在实际情况中，传热往往是以上三种方式的综合作用。
例如，在烹饪中，热量通过盖子底部的传导传递给锅内的食物，然后通过对流将热量均匀分布到整个食物中。
而太阳的热量则通过辐射传递到地球表面，然后通过导热和对流进一步分布到大气层和海洋中。
了解传热的基本原理对于很多日常生活和工程应用都非常重要。
通过控制传热过程，我们可以更好地设计和改进热交换设备、节能系统以及热管理系统，从而提高能源利用效率，减少能源消耗。
基本传输的概念
基本传输的概念
“基本传输的概念”这句话的意思是“传输的基本概念或原理”。
在通信和计算机网络领域，传输是指将数据从一个地方发送到另一个地方的过程。
基本传输的概念通常涉及到数据传输的基本原理、协议和技术。
基本传输的概念可能包括以下几个方面：
1.数据传输方式：数据可以通过不同的方式进行传输，如串行传输和并行传
输。
串行传输是指数据按位顺序逐个传输，而并行传输是指数据同时传输多个位。
2.传输协议：为了确保数据的正确传输，需要使用传输协议来规定数据的格
式、传输顺序和错误处理方式。
常见的传输协议包括TCP/IP、HTTP等。
3.物理层和数据链路层：在计算机网络中，传输通常发生在物理层和数据链
路层。
物理层负责数据的物理传输，而数据链路层负责数据的逻辑传输。
4.差错控制：在数据传输过程中，可能会发生错误，因此需要使用差错控制
技术来检测和纠正错误。
常见的差错控制技术包括奇偶校验、循环冗余校验等。
在最后总结，“基本传输的概念”是指数据传输的基本原理、协议和技术，包括数据传输方式、传输协议、物理层和数据链路层以及差错控制等方面。
通信原理基础知识
通信原理基础知识
通信原理是指信息在传输过程中所遵循的一组基本规律和原则。
下面介绍几个通信原理的基础知识：
1. 信号传输：通信中的信息通过信号的传输来实现。
信号可以是一种物理量（如电流、电压），也可以是一种电磁波（如无线电波）。
信号的传输可以通过导线、光纤等媒介进行，也可以通过无线电等无线方式进行。
2. 信号调制：为了适应传输媒介和提高传输效率，信息信号通常需要进行调制。
调制是指将信息信号转换成适合传输的调制信号。
常见的调制方式有模拟调制（如调幅、调频）和数字调制（如调制解调器中的ASK、FSK、PSK等）。
3. 信道传输：信道是指信号传输的通道或媒介，包括有线信道和无线信道。
在信道传输过程中，信号可能会受到噪声、干扰和衰减等影响，从而导致传输质量下降。
为此，通信系统需要采取一些手段来提高传输的可靠性和性能。
4. 信号解调：在接收端，接收到的调制信号需要进行解调，将其转换回原始的信息信号。
解调过程通常与调制过程相反，可以恢复出原始信号。
5. 编码与解码：在数字通信中，对于数字信号的传输，常常需要进行编码与解码处理。
编码是指将数字信号转换成一种特定的编码格式，以便在传输中进行处理和恢复。
解码则是将接收到的编码信号转换回原始的数字信号。
以上是通信原理的一些基础知识，了解这些原理对理解通信系统的工作原理和性能优化有很大帮助。
通信原理的原理
通信原理的原理
通信原理是指将信息从发送方传输到接收方的过程。
其原理主要涉及三个关键要素：发送器、传输媒介和接收器。
首先，发送器将待传输的信息转化为信号。
这个过程称为编码。
编码可以采用不同的方式，例如将声音转化为电信号、将文字转化为光信号等。
然后，编码后的信号通过传输媒介进行传输。
传输媒介可以是电磁波、光纤、导线等。
不同的媒介有不同的特点和适用范围。
最后，接收器接收到传输的信号，并将其解码还原为原始的信息。
解码的过程与编码相反，它将信号转化为人们能够理解的形式，例如声音、文字等。
在整个通信过程中，信号可能会受到多种干扰和衰减。
为了保证信息的可靠传输，信号可以通过各种方式进行处理和增强，例如加入纠错码、调制解调等技术。
总结起来，通信原理包括编码、传输和解码三个关键步骤，通过发送器、传输媒介和接收器实现信息的传输和还原。
通过不断的技术创新和改进，人们可以实现更快、更稳定的信息传输。
高等传递过程原理
高等传递过程原理
传递过程原理是指信息在不同媒介或环境中的传递过程。
在日常生活中，我们会经常遇到各种传递现象，比如电话传话、网络传输、声音传播等。
无论是哪种传递过程，都遵循着一定的原理。
首先，传递过程中需要有信息的发出源。
发出源是指信息的产生者或发送者，它将想要传递的信息进行编码，转换为适合传递的形式。
例如，在电话传话中，信息的发出源是说话的人，他们通过声音将信息转化为声波。
其次，传递过程中需要存在媒介或信道。
媒介或信道是指信息传递的介质或通道。
媒介可以是空气、光、电磁波等，例如，电话传话中的媒介是声音通过空气传递，而网络传输中的媒介是电信网络。
接着，在传递过程中需要有信息的传递方式。
传递方式是指信息在媒介或信道中的传递方式。
不同的传递方式有不同的特点和适用范围。
例如，电话传话是通过声波在空气中传输，而网络传输是通过电信网络中的电磁波传输。
最后，传递过程结束时，需要有信息的接收者。
接收者是传递过程中接收信息的目标，它将接收到的信息进行解码，还原为原始的形式。
例如，在电话传话中，接收者是听电话的人，他们根据接收到的声音信号来理解信息。
这些原理在不同的传递过程中起着重要的作用。
通过了解传递
过程原理，我们可以更好地理解信息的传递过程，从而更加高效地进行沟通和交流。
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1-2 三传的普遍表达式
一、动量通量 对于不可压缩流体，即 ρ 为常数的流体， 牛顿定律可写成：
d(u x ) d(u x ) dy dy (1 4)
τ －动量通量，其单位为：
2 kg m / s kg m / s N [] 2 2 2 m m m s
从上述各量的因次可以看出：剪应力 τ 即单
位时间通过单位面积的动量。
因此τ 可表示动量通量，它等于动量扩散系 数（运动粘度）乘以动量浓度梯度的负值。
动量通量 ＝-（动量扩散系数）×（动量浓度梯度）
二、热量通量
傅立叶定律可写成：
d(C p t ) q A dy
同样，因粘性，速度为 uo 的流体必然将其 动量的一部分传递给相邻的流体，而使后 者的速度为u，当然u < uo…一直这样传下 去，直至上层办流体速度为0。这样就在uo 和u之间建立了速度梯度分布。 实验证明，当 uo 不是很大，流体处于层流 范围内时，动量传递通量与速度梯度成正 比，即：
du x dy
小结：上述三定律都用来描述由于分子间 无规则运动所引起的三类传递现象，它们 具有类似性，即
① 各过程所传递的物理量均与其相应的强 度因素的梯度成正比，并且都沿着负梯度 的方向传递； ② 各式的系数都是物性常数，它们只是状 态的函数，与传递的物理量多少和梯度的 大小无关。
上述三定律又称为分子传递线性定律。
冷却塔：更是集热量、动量和质量传递 现象于一体 的设施。 与热力学不同，传递是一门探讨速率 过程的科学。在速率这个概念上，三种 传递过程之间存在着基本的类似性。
学习该课程的两个最基本目的：
（ 1 ）帮助了解各类传递过程的机理。 这对于涉及传递过程的设备设计、操作 和控制可以提供理论基础。
（ 2 ）为所研究的过程提供基础数学模 型，使过程开发周期大大缩短。
牛顿粘性定律，傅立叶定律和费克定律，
它们总称为现象定律。
一、牛顿粘性定律： 理想流体：无粘性，两相互接触的流体层 间不产生剪切力； 实际流体：有粘性，流体层间会产生剪切力
静止
dy
u-du u u0
u0
两块无限大的平行平板， 上块静止，下块运动， 速度 u ，中间充满流体 ， 因粘性的存在，最下层 流体必随板运动，速度 uo , 最上层流体也必随 板静止，速度0，
序言
三传的概念在1960年之前并未被人们普 遍接受，而在1960年前后才出现了“动 量、热量与质量传递”或“传递现象”这 一课程。 事实上，动量、热量与质量的传递是密不 可分的，
比如：如何有效移除反应堆中心部位 由裂变所产生的热量以防过热！！
工业废气排放：必须使其排放到高层大 气中，以便在污染物下降至地表面时， 其浓度降至允许的国家标准范围以内。 预测该浓度，需要了解质量传递和动量 传递过程。
粘度的规律：（同种物质在相同温度下μg<< μL ) 气体粘度： 液体粘度： 气体和液体： T↑ T↑ P↑ μg ↑ μL ↓ μ ↑
牛顿型流体：遵循牛顿粘性定律的流体均是，如：
所有的气体和大多数低分子量的液体。
非牛顿型流体：不遵循牛顿粘性定律的流体，如：
泥浆、污水、高分子溶液和油漆等等。
属流变学范畴
第一章 动量、热量与质量传递导论
平衡态：物系的强度性质；如温度、浓度 等物理量不存在梯度 热平衡：指物系内各个点的温度均匀一致 不平衡态：物系内具有强度性质的物理量 不均匀时，物系就会发生变化， 它要朝着平衡态方向转变。
传递过程：处于不平衡态的物系内，物理
量向平衡方向转移的过程。
一般为质量、能量、动量和电量等。
二、傅立叶定律（fourie’s law)
对于导热现象，可用傅立叶定律描述之： q dt k (1 2) A dy
q /A 为热通量, k 为导热系数
“-”表示热通量与温度梯度的方向相反，即热量 是由高温向低温方向传递. 导热系数k 是物质的物理性质，是温度的函数。 固体和液体：k与压力关系不大 气体： k与压力有关
(1 1)
动量通量又称剪应力，单位面积上的剪应力。 τ — 剪应力，N /m2 μ — 粘度（动力粘度），N· S /m2 “-”表示动量通量的方向与速度梯度的方向 相反。 剪应力是作用在垂直于y方向单位面积上的 力，或x-动量在y方向上的通量。
粘度：流体的一种物理性质，仅与流体状态 有关，即只与流体的压力、温度、组成有关， 而与速度梯度和剪应力无关。
质量传递：高浓度区→→ 低浓度区 能量传递：高温区→→ 低温区 动量传递：垂直于流动方向上， 由高速区→→低速区 理由： 存在梯度之故
第一节 动量、热量与质量
传递的类似
现象定律：三传既可由分子的微观运动
引起，↗分子传递
也可由漩涡混合造成流体微团的宏观运
动引起，↗涡流传递
描述分子传递的三传定律分别是：
三、费克定律（Fick’s law)
基于两组分系统，组分 A 在组分 B 中由于分 子扩散所产生的质量通量，可由下式描述：
dPA jA D AB dy
jA— 组分A的质量通量 DAB— 组分A在B中的扩散系数
(1 3)
“ -” 表示质量通量的方向与浓度梯度的方 向 相反 DAB —与组分的种类、压力、温度、组成等 因素有关。
υ
Hale Waihona Puke [] m 2 －运动粘度，其单位为： [] [] s
ρ u x－动量浓度，其单位为：
kg m / s [u x ] 3 m
d (u x ) －动量浓度梯度，其单位为： dy
[u x ] kg m / s 3 [ y] m m
传递过程原理
序 言 一、 动量、热量与质量传递导论 二、 总质量、总能量和总动量衡算 三~ 六、动量传递（粘性流体流动的微分方程、 运动方程的应用、边界层理论基础、湍流） 七~九、热量传递（热量传递概论与能量方程、 热传导、对流传热） 十~十二、 质量传递（质量传递概论与传质微分
方程、分子扩散、对流传质、相间传质）