化工专业英语12课翻译

传递现象是什么意思？
传递现象是对工程科学三个经典领域的系统性和完整性的研究的总称：即能量或热量传递，质量传递或扩散和动量传递或流体力学。

当然，热量和质量传递在流体中经常发生，正因为如此一些工程教育家喜欢把这些过程包含于流体历程的处理中，由于传递现象也包括固体中的热传导和扩散，因此，实际上，传递现象比流体力学包含的领域更广。

传递现象充分利用了传热、传质和动量传递过程的方程间的相似性，这也有别于流体力学。

这些类推（常常这么叫）常常可以与传递现象发生的物理机理的相似性关联起来。

因此，对一个传递过程的理解有助于对另一个传递过程的理解。

而且，如果微分方程和边界条件相同，只需要获得一个传递过程的解决方案就可以通过改变名称而得到其它任何传递过程的解决方案。

必须强调，不管传递过程之间有多相似，它们之间仍然是有区别的，尤其是动量传递（矢量）和热传递（标量）之间。

尽管如此，对不同传递过程系统的相似性研究更有利于人们识别和理解它们之间的差异。

1.如何研究传递现象
为了找出传递过程的相似性，我们将同时研究每一个过程，而不是先研究动量传递，再研究能量传递，最后研究质量传递。

除为了促进理解外，还有另外一个教学上的原因而不用其它课本用的顺序法。

这三个过程中，对于初学者来说，最难理解和运用的是动量传递过程中的概念和方程。

因为在不具有动量传递知识的前提下，一个人不可能完全理解传热和传质，在顺序法的情况下他就被迫首先研究最难的动量传递。

另一方面，如果每一个过程同时研究，通过参照传热的熟悉问题能更好的理解动量传递。

而且，平行研究法可以先研究较为简单的概念，再研究较难的和更抽象的概念。

我们可以先着重与物理过程而不是数学性的方程和表述。

例如，我们可以先研究一维传递现象，因为它不需要矢量标注就可以被处理，而且常常可以用普通的微分方程代替较难解决的偏微分方程，事实也证明了许多传递现象的实际问题可以用一维模型来解决。

2.为什么工程师要研究传递现象？
由于传递现象这个学科涉及自然规则，一些人就把它划分为工程学的一个分支。

正因为如此，那些关心装置和设备的设计和运行经济性的工程师，更应该研究传递现象在实际中如何起价值作用。

对于那些问题有两种常见的回答。

首先，人们需要认识到传热、传质和动量传递现象出现在许多工程设备中，如热交换器、压缩机、核化反应器、增湿器、空气冷却器、干操器、分离器和吸收器。

这些传递过程也发生在人体内和大气中污染物反应和扩散的复杂过程中。

如果要知道工程设备中正在发生什么，对经济性操作做出明智的决定，工程师们对控制这些传递过程的物理规律的认识是比较重要的。

第二种回答是工程师们需要运用他们所掌握的自然规律去设计含有这些过程的工艺设备。

要这么做他们就要会预测传热、传质和动量传递的速率。

例如，考虑一个简单的热交换器，即一根管道被用于维持壁温高于流经管道的流体温度来加热流体。

热量从管壁传递到流体的速率取决于一个叫传热系数的参数，而传热系数又取决于管径、流体流速和流体性质等。

传热系数传统的获得是通过耗费和耗时的实验室或实验工厂并和一些无量纲的经验方程联系起来。

经验方程是适合一定数据范围的方程；它们不是建立在理论方程之上，也不能在规定的数据范围外被准确的运用。

在传递现象中较为廉价和实用的是通过基于自然定律的方程来预测传热系数。

预测结果是由研究工程师解答一些方程（通常依靠电脑）而获得。

设计工程师再使用研究工程师的传热系数方程。

记住无论热传热系数是怎么来的，设计热交换器的工作的本质和它是一样的。

正因为如此，一些传递现象中的过程只强调传热系数的确定而把设计程序留给单元操作中的某个过程。

当然，肯定能获得参数即设计中使用的传热系数，并因为如此，传递现象课程可以被视为一个工程课程或科学课程。

实际上，有时工程设计师可能直接把传递现象中的方法和方程运用于设备设计中。

例如一个可以被描述为管道的管式反应器，如前所述的热交换器，在它里面流体中发生着一个均相化学反应。

流体以一定浓度的反应物进入管内并以浓度降低的反应物和浓度增加的产物流出管外。

如果反应放热，为了除去化学反应中产生的热量，反应器壁通常维持在一个低的温度。

因此温度随径向即管路中心线距离的增大而降低。

再者，反应速率随温度增高而增大，在温度高的中心处的反应速率比温度低的管壁处大。

所以，产物趋向于中心线处积累而反应物在管壁处积累。

因此，沿径向和横向温度和浓度都将不同。

为了设计反应我们需要知道任意给定管长下的产物平均浓度。

由于这个平均浓度是将通过截面的所有点的总浓度平均起来得到的，实际上我们需要知道反应器内每个点的浓度即每个径向和横向点的浓度。

但是为了计算每个点的浓度我们需要知道每个点的反应速率，为了计算每个点的速率我们又需要知道每个点的浓度和温度！此外，为了计算温度我们也需要知道每个点的流体速率和速度。

我们不会进入所涉及的方程，但显然有一组必须通过复杂步骤来解决的复杂的偏微分方程，通常在电脑上。

很明显我们不能通过用于单元操作中关于热交换的经验设计步骤来解决这样一个问题。

然而传递现象的理论和数学步骤是必要的，除非有人愿意花费金钱和时间去建立不断扩大的实验工厂并测出每个厂的产率。

即使这样最终的规模也是不稳定和不确定的。

当然，并非所有现存的问题都可以通过传递现象的方法解决。

然而，随着电脑科技的发展，越来越多的问题通过这些方法正被解决。

如果工程学学生想有一个不过时的教育，他们必须准备，通过对传递现象方法的理解，充分利用将在未来形成的计算机计算。

由于其极大的潜能和当前的实用性，在一个大学生的在校学习中，传递现象这门课可能最终会被证明是最实用的课程。