傳輸原理考試復習題

填空題1、有某種液體，質(zhì)量為m\其在x軸向的質(zhì)量力可以表達為 xm。2、流體的靜壓強方向是沿著作用面的 內(nèi)法線方向。3、連續(xù)流體中，流場中各點的流速方向沿流線在該點的 切線方向。.絕對靜止流體中的等壓面形狀為 水平面.已知流體中某點的絕對壓強為 16米水柱，則該壓強相當于 156960Pa..一段粗管和一段細管串連輸水，當流量由小變大的時候， 或管中的流體將首先轉(zhuǎn)變?yōu)橥牧鳌?質(zhì)量濃度梯度是擴散傳質(zhì)的動力， A組分的質(zhì)量濃度梯度可以表達為。.有運動粘性系數(shù)為25.45父10'(m2/s)的空氣，以60m/s的速度掠過長為0.4m的平板表面。則速度邊界層內(nèi)的空氣在平板尾部的流動狀態(tài)是 湍流。9、某種流體的動力粘性系數(shù) 0=0.005Pas,重度8=8330N/m3,則該流體的運2,動粘性系數(shù)v=5.89m10m/S。10、靜止流體中，某點的壓強各方向上大小 相等。11、輻射換熱過程中總是伴隨著能量形式的轉(zhuǎn)變。.隨溫度的升高,液體的粘度將減小，氣體的粘度將增大。.質(zhì)量傳輸?shù)膭恿κ菨舛忍荻?的存在。.如圖1所示，水位H米的水箱下有一球形蓋，直徑為d米，用4個螺栓與水箱連接。設水的重度為羊。則每個螺栓所受到的拉力N.二d3 Hd2N.■412 415.內(nèi)徑為d的管路內(nèi)流過30c的熱流體，若努塞爾數(shù)為 Nu,流體的導熱系數(shù)為人，管內(nèi)壁溫度為20Co則流體與管內(nèi)壁單位時間內(nèi)單位面積上的對流換熱量的表達式是10Nu， 2q= (W/m)。 d 15.流體中某點的壓強為3.4工程大氣壓，該壓強值相當于 333427.8Pa。3 2..當a= -1/3時,流場ux-axsiny,Uy-xc0Sy才可以連續(xù)。.若有一灰體表面的黑度為 0.8,當其表面溫度為 227c時，輻射力的大小為22837.5W/m。18.當溫度不變時，流體的體積隨壓強的變化而變化的特性稱為 流體的壓縮性.流場中一條流線上某點的速度方向與流線在該點的 切線重合。.流體流動可以分為兩種流態(tài)，分別稱為 層流和湍流.三維非穩(wěn)態(tài)溫度場中，溫度的數(shù)學表達通式為 T=f(x,y,z,t)。.大多數(shù)物質(zhì)的導熱系數(shù)與溫度的關系可認為是直線關系，其數(shù)學表達式為。.圖選是指流體各部分間發(fā)生宏觀相對位移時 ，冷熱流體相互摻混所引起的熱量傳遞現(xiàn)象。.物體單位時間內(nèi)、單位表面積上輻射出去的全部波長范圍的電磁波稱為該物體在此溫度下的輻射力。.擴散傳質(zhì)中，質(zhì)量傳遞的根本原因是因為 濃度差不為零。.鑄件時效過程中金屬組織的均勻化過程屬于 擴散傳質(zhì)過程。.粘性是流體的各部分之間具有 相對運動時，所表現(xiàn)出來的一種性質(zhì)。.質(zhì)量力是作用在流體內(nèi)部各質(zhì)點上的力，是由加速度 所產(chǎn)生的,其大小與質(zhì)點的質(zhì)量成正比。.絕對靜止流體中的等壓面形狀為 水平面。.液體中一點的流體靜壓強在各個方向大小 相等。.溫度場中，某點的溫度梯度方向與該點熱流密度方向 相反。.若流體的溫度不變時，流體的體積隨壓強的變化而變化的特性稱為流體的壓縮性性。.流體各部分間發(fā)生宏觀相對位移時，冷熱流體相互摻混所引起的熱量傳遞現(xiàn)象稱為對流。.物體表面溫度的大小會嚴重影響其其 輻射力的大小。.畢托管是一種用于測量流體中某點 流速的儀器。.隨著黑體溫度的升高，其所輻射出去的射線中具有最大輻射力的波長會逐漸向現(xiàn)波區(qū)靠近。.一流體和固體壁面進行對流換熱， 已知壁面溫度恒為90C,流體主流溫度為40C,且壁面與流體間的平均對流換熱系數(shù)h為0.2W/(m2，C)o則緊貼壁面處，單位時間、dTl單位面積上層流底層的導熱量 dnnm10W/m2。39.密度為P=1000kg/m3,運動粘性系數(shù)為v=7父10、2/刃的水在-平板上流動(如圖1)。如果x=xi處的速度分布是vx=3y-y3。則(1)在x=x1，y二0點處的粘性切應力為 0.21N/m2。(2)在x=x1，y=1mm點處沿y方向的粘性動量通量數(shù)值為 +0.2691N/m2(3)在x=x1，y=1mm點處沿x方向的對流動量通量數(shù)值為 300N/m2.一初始溫度為T0C的凸表面固體，被置于室溫恒為 Ts的大房間內(nèi)。設物體的發(fā)射率為名，其表面與空氣的換熱系數(shù)為 h,物體的體積為V,參與換熱的表面積為A,,,,一、、,，，， -P 比熱容和密度分別為c及。則請完成以下物體溫度隨時間變化的微分方程及其初始dT二條件：dt。.如圖2所示的立管從水箱中接出引水，立管出口通大氣。在如圖所示情況下，不計能量損失，則

(1)圖中B和B'兩點的流速大小關系是vB= vB，;(2)圖中A和A'兩斷面處的流速關系為 vA>vA,。(3)圖中A和A'兩斷面形心處白壓強關系為 pA<pA,.有平面流場為ux=x4siny,uy=ax3cosy。當a=-4時該流場連續(xù)。43.100W燈泡的鴇絲溫度為2800k,發(fā)射率為0.30。如果96%43.100W燈泡的鴇絲溫度為絲的表面積至少為91.8mm2。44.流體沿管路流動時，所產(chǎn)生的能量損失可分為兩種類型類， 分別稱為沿程損失、局部損失.若流場中各點的流體 密度相等,則該流體稱為不可壓縮流體。.當流體各部分之間發(fā)生相對運動的時候， 流層間就會產(chǎn)生摩擦力，以阻止這種相對運動，流體的這種特性稱為流體的 粘性。.速度梯度的方向與動量通量的方向相反。.灰體輻射力與其自身吸收率的比值，恒等于同溫度下的輻射力。.對流換熱是指流體掠過固體壁面時與固體壁面間發(fā)生熱量交換的現(xiàn)象。.隨溫度的升高,液體的粘度將減小，氣體的粘度將增大。.在y方向上流體的速度差為 du，則在該方向上的速度梯度可表示為 du/dt52.理想流體是指假想的沒有 粘性的流體。.輻射換熱過程中總是伴隨著能量形式的轉(zhuǎn)變。.引起粘性動量傳輸?shù)母驹蚴怯捎?分子的存在。.水頭是指單位重量流體所具有的 能量.質(zhì)量力的方向與等壓面相互 垂直。（圖3）.如圖3所示，已知管內(nèi)流體的流量為Q（圖3）粗管和喉管管徑如圖所示， 兩個測壓管液面高度差為ho則流體流經(jīng)漸縮管的局部能量

4Q2 4Q2損失為h （』一5）米液柱。若局部能量損失為一定值，則隨著流量Q的增加高度差h將會—計算題.如圖3,一個滑動軸承，軸的直徑為80.4mm,軸套長120mm,4Q2 4Q2損失為h （』一5）米液柱。若局部能量損失為一定值，則隨著流量Q的增加高度差h將會—計算題.如圖3,一個滑動軸承，軸的直徑為80.4mm,軸套長120mm,兩者之間的間隙均勻，且大小為0.2mmo若間隙中填滿潤滑油，且其動力粘性系數(shù)為科。軸轉(zhuǎn)速為每分鐘150轉(zhuǎn)時，求摩擦所消耗的熱功率為多少？減小油月仇&注2Hlm軸套?X旋轉(zhuǎn)岫d=80imn.軸置于軸套中，如圖所示。以90N的力被推動沿軸向由左向右移動，軸移動的速度v=0.122m/s,軸的直徑為75mm其它尺寸見圖中。求軸與軸套間流體的動力粘性系數(shù)。解：因軸與軸套間的徑向間隙很小，故設間隙內(nèi)流體的速度為線性分布.1.直徑為5.00cm的活塞在直徑為5.01cm的缸體內(nèi)運動。當潤滑油的溫度由 0c升高到120c時，求推動活塞所需要的力減少了百分之幾？（設潤滑油 0c時的動力黏性系數(shù)為N=0.012Pa，s, 120c時的動力黏性系數(shù)為N=0.002Pa，s）旭年瘙物備冷褊她加笈及以J［此城生7山區(qū)感擊 h2=200mm,鑄件高度h=230mm，其它尺寸如圖所示，求鐵水對上箱的作用力為多少牛頓？（設鐵3水的重度為p=6992.8kg/m。忽略砂芯的重量，忽略澆注系統(tǒng)受力大小。）.如圖所示的虹吸管中，已知 H1=2m,H2=6M管徑D=15mm,如不計損失，問S處的壓強應多大時此管才能吸水 ？此時管內(nèi)流速和流量各為若干？（注意：管 B末端并未接觸水面或探入水中）解：選取過水斷面1-1、2-2及水平基準面O-O,列1-1面（水面）到2-2面的貝努利方程

.一蒸汽管道直徑為0.2m,管壁厚8mm,管材導熱系數(shù)K=45Wl(mC),管外包有入2=0.1W/(m。，蒸汽溫度Tf1入2=0.1W/(m。，蒸汽溫度Tf1=300C一 T=25C周圍空氣溫度Tf2管內(nèi)蒸汽與壁面間的放熱系數(shù)2 2 。?hi=120W/(mC),管外壁與空氣間的放熱系數(shù)h2=10W/(m()。求單位管長的熱流量及絕熱層外表面溫度。.在風機吸入管1和壓出管2中，安裝水銀壓差計，如圖所示。已知h=20mm,求空氣經(jīng)過通風機之后，壓強增加了多少mmH2O?(設水銀的密度為13600, , 3 , , 3kg/m,水的密度為1000對lm)解t《I)管中是水以0?44通"工一(yttg-J->ft-I與kpM〈2)管中是空氣4十萬■后一戶方p2—產(chǎn).=y%R=Jhkpn— 帖口口.L=200m、d=150mm的供熱管道，其中80c水的平均流速為v=1.8m/s，運動粘性系數(shù)u=0.367M10^m2/s,P=970kg/m3。求管路中的沿程壓強損失為多少帕？(若為湍流則取九=0.033).蒸汽管道的內(nèi)徑為80mm,壁厚3mm,導熱系數(shù)45W/m，c。外側包有厚40mm的7K泥珍珠巖保溫層，其導熱系數(shù)為 九2=0.1w/m「C,管內(nèi)蒸汽溫度Tf1=150c,環(huán)20 2境溫度Tf220，保溫層外表面對環(huán)境的復合換熱系數(shù) ％-7.6W/(m'K),管內(nèi)2 _A2 //一2 1/\蒸汽的表面換熱系數(shù)為h1-116W/(m'K),求每米管長的熱損失和保溫層外表面溫度。.圖2所示為一圓罐狀鑄件的澆鑄情況， 尺寸如圖。鑄件壁厚為20mm,已知鐵水的密度3 3p=7000kg/m。若忽略澆鑄系統(tǒng)的作用，則=250mm D=250mm D1=240mm.一鑄型如圖4所示，已知1=800mm,h

3D2=300mm,金屬液密度p=7000kg/m。不計型芯的重量。求鑄型澆鑄后液體直接和間接對上型垂直向上的作用力 Pz為若干N?12.由板及厚度(圖4)12.由板及厚度(圖4)耐火醇、硅澡醇、保溫金屬護板組成的爐墻，分另ij為6i=135mm,21125mm《、53=30mm64=4mm,導熱率分別為匕=0.4W/(mC)九2=0.14W/(mC) 兒3=0.10W/(mC)k=45W/（m'S,墻壁內(nèi)外側壁溫度分別為T1=550^ T2=64C求爐墻單位時間、單位表面積的熱量損失 q和金屬壁內(nèi)壁面的溫度Tw4o.如圖13,直徑均為d的上下兩平行圓盤同軸分布，間隙為6,其間隙中充滿動力粘性系數(shù)為》的液體。若下盤固定不動，使上盤以角速度 ②旋轉(zhuǎn)時，試求所需力矩M的表達式？。.一吸水裝置，水池N的水位不變，已知水位hi、h2和h3的值，若不計損失，問喉部斷面面積A1和噴嘴斷面面積A2滿足什么關系才能使水從水池M引入管流中。解題示例：對池N的灌面、喉自瞰面L列伯努利方程，有V：%+爪=二① ……Q分）'2g對AO和1-1斷面列伯冽昉程用=&+以② …….c分）72g當水子從水池M引入管流時的握部壓強：P.=-A? ……。分）

由②③可得,由+h.=――0 （2分）2g由連續(xù)性方程vr4.=y.A.,聯(lián)立①?#解，得.一圓錐體繞豎直中心軸作等速轉(zhuǎn)動，錐體與固體外錐體之間的縫隙 S=1mm其間充滿產(chǎn)0.1Pa-s的潤滑油。已知錐體上表面半徑 R=0.3m,錐體高度H=0.5m,當錐體轉(zhuǎn)速n二150r/min時，求所需旋轉(zhuǎn)力矩覘.由儲水池通過內(nèi)徑為40cm的管道跨過距水池水面高為 50m的小山，用水泵P送水。3已知AB段的管道長度為2500m,流量為0.14m/s,沿程阻力系數(shù)為九=0.028,試求欲使管路最高處B點的壓強為12m水柱高時，水泵所需的功率為多少？（設水泵的效率為0.75）.兩個互相平行且相距很近的大平面 ,已知T1=527C,T1=27C,其黑度%=%=0.8，若兩表面間按放一塊黑度為 *p=0.05的鋁箔遮熱板,設鋁箔兩邊溫度相同，試求輻射換熱量為未加隔熱板時的多少成 ？若隔熱板的黑度為0.8,輻射換熱量又為多少？3.如圖5,有一水泵從一大水池中抽水，已知其抽水量為 Q=0.03m/s,吸水管直徑d=150mm。泵的進口處2—2斷面的真空度為6.8m水柱。若吸水管能量損失為 1m水柱，試確定此水泵的吸水高度Hs為多少米水柱？水柱，試確定此水泵的吸水高度（圖沿直徑d=205mm的管道，輸送密度3 o（圖P=980kg/m、運動粘性系數(shù)"=4cm/s的重油。若流量Q=60l/s,管道起點標高。=85m,終點標高z2=105m,管長l=1800m，試求管道中從起點到終點壓強降低了多少Pa?選擇題.理想流體的特征是（ ）。（a）黏度是常數(shù)；（b）不可壓縮；（c）無黏性；（d）符合pv=RT。2.15，C時空氣和水的運動黏度"空氣""。"小水丸借他不.這說明在運動中()(a)空氣比水的黏性力大 (b)空氣比水的黏性力小(c)空氣與水的黏性力接近 (d)不能直接比較.某點的真空度為65000Pa,當?shù)卮髿鈮簽?.1MPa,該點的絕對壓強為()。(a)65000Pa(b)55000Pa (c)35000Pa(d)165000Pa.靜止流體中的壓強分布規(guī)律p=p0+？h,()。(a)僅適用于不可壓縮流體(b)僅適用于理想流體(c)僅適用于粘性流體(d)既適用于理想流體，也適用于粘性流體。5.穩(wěn)定流是指()。(a)流動隨時間按一定規(guī)律變化(b)各空間點上的運動要素不隨時間變化(C)各過流斷面的速度分布相同(d)遷移加速度為零6.速度v、密度0、壓強p的無量綱集合是()。(a)四⑴多.應⑷士v p : V2判斷層流或紊流的無量綱量集是()。(a)普蘭克數(shù)Pr(b)雷諾數(shù)Re(c)努賽爾數(shù)Nu(d)格拉曉夫數(shù)Gr變直徑管流，小管直徑d1,大管直徑d2=2d1,兩斷面雷諾數(shù)的關系是()。a）Re=0.5R62 （b）Re=R62 （c）Re=1.5Re2（d）Re=2Re2TOC\o"1-5"\h\z.對流換熱系數(shù)為100W屋11??K）、溫度為20C的空氣流經(jīng)50C的壁面，其對流換熱的熱流密度為（ ）。??（a）一二「…- （b）」」「：「？（c）?。糐（d）j.廠二；、「.削弱輻射換熱的有效方法是加遮熱板，而遮熱板表面的黑度應（）。（a）大一點好 （b） 小一點好（c） 大、小都一樣 （d） 無法判斷?11.下列哪種物質(zhì)中不可能產(chǎn)生熱對流 ？（）（a）空氣（b）水（c）油（d）鋼板.已知某流場速度分布為ux=x—2,uy=—3y,uz=z—3,則過點（3,1,4）的流線為（）。.與牛頓內(nèi)摩擦定律直接相關的因素是（ ）。（a）切應力和壓強 （b）切應力和與速度相互垂直的速度梯度（c）切應力和剪切變形 （d）切應力和流速.從力學的角度分析，一般流體和固體的區(qū)別在于流體（ ）。（a）能承受拉力，平衡時不能承受切應力；（b）不能承受拉力，平衡時能承受切應力；（c）不能承受拉力，平衡時不能承受切應力；（d）能承受拉力，平衡時也能承受切應力。.相對壓強的測算基準是（ ）。（a）絕對真空 （b）1個標準大氣壓（c）當?shù)卮髿鈮?（d）液面壓強.淹沒在液體中的潛體所受浮力的大小（ ）。（a）與潛體的密度成正比 （b）與液體的密度成正比（c）與潛體的淹沒深度成正比 （d）與液體表面的壓強成反比.在（ ）流動中，流線和跡線重合。（a）無旋（b）有旋（c）穩(wěn)定（d）非穩(wěn)定.一維流動中，“截面積大處速度小，截面積小處速度大”成立的必要條件是（

（a）理想流體 （b）粘性流體（c）可壓縮流體 （d）不可壓縮流體TOC\o"1-5"\h\z.速度v、長度l、重力加速度g的無量綱集合是（ ）。2lv v 1v（a）g （b）gl （c）gv （d）gl.雷諾數(shù)的物理意義表示（ ）。（a）粘性力與重力之比（b）重力與慣性力之比（c）慣性力與粘性力之比 （d）壓力與粘性力之比P,2 2、u（ro-r）21.圓管層流中，同一有效斷面上的速度分布函數(shù)式為421.圓管層流中，同一有效斷面上的速度分布函數(shù)式為分布為（）°（a）在有效斷面上是常數(shù)（b）管軸處是零，且與半徑成正比（a）在有效斷面上是常數(shù)（b）管軸處是零，且與半徑成正比（c）管壁處是零，向管軸線性增大（d） 按拋物線分布.單位面積的導熱熱阻單位為 （ ）。?????(a) m?????(a) m2K(b)m2K/W?????(c)W/m2(d)W/mK.（）是在相同溫度條件下輻射能力最強的物體。??（a）灰體（b）磨光玻璃？???（c）涂料（d）黑體TOC\o"1-5"\h\z.在其他條件相同的情況下，下列導熱能力最差的物質(zhì)是（ ）。?????（a）空氣（b）水（c）氫氣（d）油.熱傳遞的三種基本方式為 （）。????（a） 導熱、熱對流和傳熱過熱？?（b） 導熱、熱對流和輻射換熱（c） 導熱、熱對流和熱輻射 ？???（d） 導熱、輻射換熱和對流換熱. 一固體壁面和流體間的平均溫差為 TT,其對流換熱系數(shù)為 h,若流體導熱率為人，則管壁處流體的溫度梯度可表示為（ ）。/、dThT(a)一= dn/、dThT(a)一= dn(b)dTdn?T(c)dTh-、(c)dTh-、——=——(d)dnTdT

dn簡答題.如圖4所示，當兩小船近距離并排前行的時候，有否碰船的可能？為什么？有，兩船內(nèi)側水的流速大于兩船外側水的流速，流速大的地方壓強小內(nèi)測壓強小魚外側壓強.黑體1和黑體2的形狀相同、表面積大小同樣。若將它們分別放置在同樣的環(huán)境中，測得兩黑體最大單色輻射力所對應的波長關系為Kmax1<Kmax2。試分析1、2兩黑體表面溫度T1、T2之間的關系，并說明為什么?維恩定律，hmT=2.8976X10-3(m*K)-pT1>T2.如圖所示，一乒乓球在空氣中旋轉(zhuǎn)前行，問球的行進軌跡偏離正常軌道上弧還是下?。繛槭裁?？旋轉(zhuǎn)時帶動固圍氣流大部分從下部略過， 此時下面氣流速度高于上面，下面氣壓小于上面，使球偏離軌道，下弧.溫度升高液體和氣體的粘性將如何變化？為什么？溫度升高時，液體膨脹，分子間距離增大，分子引力減小，粘性降低；氣體粘性主要來源于流層分子的動量交換， T上升，分子運動加劇，粘性增大。.簡述遮熱板在輻射換熱中的作用。并回答在其他條件相同的情況下，遮熱板黑度的大小與其遮熱作用有何關系。作用：熱流途中增加熱阻，可減少單位時間的換熱量。 4i A1(Eb1_Eb2)遮熱板,。12 = 1b12(1/“1T；3-1)黑度越小，遮熱作用越好.簡述粘性流體在運動過程中所受到的力有哪一些。粘力性質(zhì)量力壓力內(nèi)摩擦力.引起粘性動量傳輸?shù)母驹蚴鞘裁?？速度梯?簡述對流換熱的機制。在底層壁面與流體的導熱，湍流區(qū)對流換熱造成的.簡述圓管中流體湍流運動時，有效斷面上的速度分布結構。.你能否分析出，傳熱過程中，熱阻最大的換熱在哪一側？①J—T2R 為熱阻。熱阻最大的換熱在h最小的一側'-1h1AT-hA

證明題1.設某理想氣體的原始熱力學溫度為T,試證明在其壓力不變時，體積隨溫度變化的體積膨脹系數(shù)為二v1(K)。證明:膨脹系數(shù)為二v1(K)。證明::v4(斗)ppV=nRT：VnR1,T-~p~VV~nnRT：-VpnR1二nRTp~tT2.對流換熱現(xiàn)象均遵守換熱微分方程h=———dT。已知有兩個對流換熱現(xiàn)象相似，試訂2.對流換熱現(xiàn)象均遵守換熱微分方程證明兩現(xiàn)象中的努塞爾準數(shù)相等。LT1dn1h T①h2W同一)②令LT1dn1h T①h2W同一)②令Ch=?,C1=￥，*八2 2 丁2Tdn.兩表面在透熱介質(zhì)中進行輻射換熱。簡述為減小輻射換熱量，可采取哪些有效措施？（假定溫度和表面積不可改變）答：加遮熱板，且黑度越小越好.兩根直徑不同的圓管串聯(lián)輸水，試證明當流量由小變大大的時候，細管中的流體流態(tài)首先變?yōu)橥牧?。答：R_ud_4Q兒』_竺_當流量增大，即Q增大，d越小，Re越大，所以細管e_v-d2d-dv判斷題TOC\o"1-5"\h\z.靜止流體中，若在某方向上存在壓強梯度，則在該方向上必有質(zhì)量力。