化学化工专业英语试题_化学工程与工艺专业英语阅读教程_化学工程与工艺考教师(44)

Thesecondansweristhatengineersneedtobeabletousetheirunderstandingofnaturallawstodesignprocessequipmentinwhichtheseprocessesareoccurring.Todosotheymustbeabletopredictratesofheat,mass,ormomentumtransport.Forexample,consideraheatexchanger,i.e.,apipeusedtoheatafluidbymaintainingitswallatahighertemperaturethanthatofthefluidflowingthroughit.Therateatwhichheatpassesfromthewallofthepipetothefluiddependsuponaparameter,etc.Traditionallyheat-transfercoefficientsareobtainedafterexpensiveandtime-consuminglaboratoryorpilot-plantmeasurementsandarecorrelatedthroughtheuseofdimensionlessempiricalequations.Empiricalequationsareequationsthatfitthedataoveracertainrange;theyarenotbasedupontheoryandcannotbeusedaccuratelyoutsidetherangeforwhichthedatahaveheentaken.第二种答案是工程师需要能够运用自然定律的知识设计包含这些过程的工艺设备。

要做到这点，他们必须能够预测传热，传质，或动量传递速率。例如，考虑一个简单的热交换器，也就是一根管道——通过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传热系数，传热系数反过来取决于管的大小，流体流速，流体性质等。传统上传热系数是在耗费和耗时的实验室或模范工厂的测量之后获得并且通过使用一维经验方程关联起来。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基础上而且在应用数据的范围外不能被精确使用。

Thelespensiveandusuallymorereliableapproachusedintransportphenomenaistopredicttheheat-transfercoefficientfromequationsbasedonthelawsofnature.Thepredictedresultwouldbeobtainedbyaresearchengineerbysolvingsomeequations(oftenonacomputer).Adesignengineerwouldthenusetheequationfortheheat-transfercoefficientobtainedbytheresearchengineer.使用在传递现象中比较不耗费和通常较为可靠的方法是从以自然定律为基础的方程中预测传热系数。预测的结果将由一个研究工程师通过解一些方程获得（常常在电脑上）设计工程师再使用由研究工程师获得的关于传热系数的方程。

Keepinmindthatthejobofdesigningtheheatexchangerwouldbeessentiallythesamenomatterhowtheheat-transfercoefficientswereoriginallyobtained.Forthisreason,somecoursesintransportphenomenaemphasizeonlythedeterminationoftheheat-transfercoefficientandleavetheactualdesignproceduretoacourseinunitoperations.Itisofcourcea“practical“mattertobeabletoobtaintheparameters,i.e.,theheat-transfercoefficientsthatareusedindesign,andforthatreasonatransportphenomenacoursecanbeconsideredanengineeringcourseaswellasoneinscience.要记住无论传热系数是怎么得来的设计热交换器的工作将基本上是一样的。正因如此，传递现象的一些课程只强调传热系数的决定而把真正的设计步骤留给单元操作中的一个课程。当然，能获得参数也就是设计中使用的传热系数是事实，并正因此，一个传递现象课程可被视为一个工程课程或一个科学课程。