汽缚现象：泵内未充满液体，气体密度低，产生离心力小，在叶轮中心形成的低压不足以将液体吸上。说明：离心泵无自吸能力，启动前必须将泵体内充满液体。

汽蚀：流动着的流体由于局部压力的降低产生气泡的现象。泵发生汽蚀，在汽蚀部位会引起机件的侵蚀，进一步发展则将造成扬程下降，产生振动噪声。

反应操作：利用化学或生物反应进行工业生产或污染物处理时，需要通过反应条件等的控制，使反应向有利的方向进行。为达到这种目的而采取的一系列工程措施通称为反应操作。

A．边界层的概念：

普兰德边界层理论要点：

（1）当实际流体沿固体壁面流动时，紧贴壁面处存在非常薄的一层区域——边界层； （2）在边界层内，流体的流速很小，但速度梯度很大；

（3）在边界层内，黏性力可以达到很高的数值，它所起的作用与惯性力同等重要，在边界层内不能全部忽略粘性；

（4）在边界层外的整个流动区域，可将黏性力全部忽略，近似看成是理想流体的流动。 （5）流动分为两个区域

B. 绕平板流动的边界层的形成

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C. 边界层内的流动状态：边界层的流动状态对于流动阻力和传热、传质阻力具有重要影响

xc ：临界距离，与壁面粗糙度、平板前缘的形状、流体性质和流速有关，壁面越粗糙，前缘越钝，xc越短

边界层流态的判别：临界雷诺数Rexc =ρxcu0/μ

对于平板，临界雷诺数的范围为3×105～2×106，通常情况下取5×105 D.边界层厚度：流体速度达到来流速度99％时的流体层厚度。 对于层流边界层：Δ=4.641x/Rex1/2 对于湍流边界层：Δ=0.376x/Rex1/5

Rex为以坐标x为特征长度的雷诺数，称为当地雷诺数。Rex =ρxu0/μ 边界层的厚度的影响因素： （1）流体的物性（ρ，μ等）

（2）流道几何尺寸——距离前端的位置 （3）流速

在边界层内，黏性力和惯性力的数量级相当；

流动边界层内特别是层流底层内，集中了绝大部分的传递阻力。因此，尽管边界层厚度很小，但对于研究流体的流动阻力、传热速率和传质速率有着非常重要的意义。

E.圆直管内边界层的形成

当u0较小时，进口段形成的边界层汇交时，边界层是层流， 以后的充分发展段则保持层流流动，速度分布呈抛物线型。

当u0较大，汇交时边界层流动若已经发展为湍流，则其下游的流动也为湍流。速度分布不是抛物线形状。

F.流态的判断

判别流动形态的雷诺数定义为Re =ρdu0/μ 当Re<2000时，管内流动维持层流。

G.流体沿平壁面流动时，同时发生传质过程。当流速增加致使流动状态由层流变为湍流时，试分析流动边界层厚度的变化，以及对流动阻力和传质阻力产生的影响。

边界层厚度与流速有关，流速增加，边界层厚度减少。流动由层流变成湍流，速度梯度变大，摩擦力增加，流动阻力增加；边界层厚度减少，而传质阻力主要集中在边界层，湍流加大了液体的对流，浓度梯度增大，传质阻力减少。

H.边界层分离

流体流过表面曲率较大的曲面时，边界层外流体的速度和压强均沿流动方向发生变化，边界层内的流动会受到很大影响：流道断面变化→流速变化→压强变化。

粘性作用和存在逆压梯度是流动分离的两个必要条件。（流体具有粘滞性，产生逆压梯度，将靠近界面的慢流体的速度阻滞为零，即可发生边界层分离。）

流态的影响：

在相同的逆压梯度下，层流边界层和紊流边界层哪个更容易发生分离？（由于层流边界层中近壁处速度随y的增长缓慢， 逆压梯度更容易阻滞靠近壁面的低速流体质点）

层流边界层速度变化较湍流小，慢速流体更容易被阻滞。所以，湍流边界层分离比层流延后。由于湍流边界层分离延后，分离点下移，尾流区较小，所以其形体阻力小。

3.论述

⑴传质阻力分析

包括气膜阻力和液膜阻力两部分：

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（以气相分压差为推动力时）

在通常的吸收操作条件下，kG和kL的数值大致相当，而不同溶质的亨利系数值却相差很大。

对于易溶气体：H值很大，液膜阻力相对很小

……称为气膜控制

用水吸收NH3、HCl等属于气膜阻力控制的传质过程。 对于难溶气体：H值很小, 液膜阻力相对很大

……称为液膜控制

比如，用水吸收CO2, O2就属于液膜阻力控制的传质过程。

如果气膜、液膜传质阻力相当：两者都不可忽略，总传质速率由双膜阻力联合控制，比如，用水吸收SO2就属于这种情况。

*双膜理论：

① 相互接触的气液两相流体间存在着稳定的相界面，界面两侧分别有一层虚拟的气膜和液膜。

②在相界面处，气液两相在瞬间即可达到平衡，界面上没有传质阻力。 ③在膜层以外，气液两相流体都充分湍动，不存在浓度梯度，组成均一，没有传质阻力。

⑵对流传热的影响因素 ①物性特征：

a.流体的密度ρ或比热容Cp越大，流体与壁面间的传热速率越大； b.导热系数λ越大，热量传递越迅速；

c.流体的粘度μ越大，越不利于流动，会削弱与壁面的传热。

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②几何特征：固体壁面的形状、尺度、方位、粗糙度、是否处于管道进口段以及是弯管还是直管等。

③流动特征：

a.流动起因（自然对流＜强制对流） b.流动状态（层流＜＜湍流）

c.有无相变化（液体沸腾、蒸汽冷凝，有＞无） d.流体对流方式（并流、逆流、错流）。

3.2 常压、20℃的空气稳定流过平板壁面，在边界层厚度为1.8mm处的雷诺数为6.7×104。求空气的外流速度。

解：设边界层厚度为δ；空气密度为ρ，空气流速为u。 由题，因为湍流的临界雷诺数一般取5×105＞6.7×104， 所以此流动为层流。对于层流层有

同时又有

两式合并有

即有

4.641×（6.7×104）0.5＝u×1×103kg/m3×1.8mm /（1.81×105Pa·s）

u＝0.012m/s

－

3.3 污水处理厂中，将污水从调节池提升至沉淀池。两池水面差最大为10m，管路摩擦损失为4J/kg，流量为34 m3/h。求提升水所需要的功率。设水的温度为25℃。

解：设所需得功率为Ne，污水密度为ρ

Ne＝Weqvρ＝（gΔz＋∑hf）qvρ =(9.81m/s2×10m+4J/kg)×1×103kg/m3×34/3600m3/s = 964.3W

3.4 如图所示，有一水平通风管道，某处直径由400mm减缩至200mm。为了粗略估计管道中的空气流量，在锥形接头两端各装一个U管压差计，现测得粗管端的表压为100mm水柱，细管端的表压为40mm水柱，空气流过锥形管的能量损失可以忽略，管道中空气的密度为1.2kg/m3，试求管道中的空气流量。

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