冶金傳輸原理試題-2023修改整理

千里之行，始于足下讓知識(shí)帶有溫度。第第2頁(yè)/共2頁(yè)精品文檔推薦冶金傳輸原理試題冶金傳輸原理試題

試卷5一、推斷下列說(shuō)法是否正確（2分/題×15題=30分）

1、跡線與流線是徹低重合的。

2、本書(shū)中對(duì)應(yīng)力的雙下標(biāo)描述中，第一個(gè)下標(biāo)是應(yīng)力的作用面的法向方向，其次個(gè)下標(biāo)為作用力的方向。

3、利用量綱分析法導(dǎo)出準(zhǔn)數(shù)方程，必需首先得到描述現(xiàn)象的微分方程式以及所有單值條件。

4、歐拉方程是N-S方程的簡(jiǎn)化。

5、管內(nèi)流體層流流淌時(shí)其最大速度是平均速度的兩倍。

6、無(wú)論是圓管水流還是明渠水流，流態(tài)判別雷諾數(shù)均為2300。

7、在溫度場(chǎng)中，等溫面可以是延續(xù)的，也可以是不延續(xù)的。

8、導(dǎo)溫系數(shù)就是導(dǎo)熱系數(shù)。

9、溫度梯度是矢量，其方向沿等溫面的法線指向溫度增強(qiáng)的方向。

10、普朗特準(zhǔn)數(shù)反映了物體的導(dǎo)熱能力與蓄熱能力之間的關(guān)系。

11、自然界中黑體并不存在，但灰體是廣泛存在的。

12、實(shí)際物體的輻射力總是小于黑體，其輻射能量的分布遵守普朗克定律。

13、黑體就是黑色的。

14、質(zhì)量濃度就是密度。

15、球形物體在靜止流體中傳質(zhì)時(shí)，謝伍德準(zhǔn)數(shù)為一固定值。

二、挑選題（2分/題×10題=20分）

1、不同的液體其粘滯性_______，同一種液體的粘滯性具有隨溫度_______而降低的特性。

A相同降低

B相同上升

C不同降低

D不同上升

2、在討論液體運(yùn)動(dòng)時(shí),根據(jù)是否考慮粘滯性,可將液流分為

A牛頓液體流淌及非牛頓液體流淌;

B可壓縮液流及不行壓縮液流;

C勻稱流淌及非勻稱流淌;

D抱負(fù)液體流淌及實(shí)際液體流淌。

3、雷諾數(shù)的物理意義是

A.慣性力與壓力之比；

B.慣性力與重力之比；

C.慣性力與黏性力之比；

D.慣性力與表面張力之比；

4、非恒定流是：

A、；

B、；

C、；

D、。

5、如模型比尺為1:20,考慮粘滯離占主要因素，采納的模型中流體與原型中相同，模型中流速為50m/s,則原型中流速為_(kāi)_____m/s。

A11.1

B1000

C2.5

D223

6、下列那個(gè)方程可描述自然對(duì)流給熱？

A()PrRe,fNu=；

B()Pr,GrfNu=；

C()GrfNuRe,=；

D()ScfShRe,=

7、按照蘭貝特定律，黑體的輻射力是其輻射強(qiáng)度的倍。

A10；

B5；

CΠ；

D2

8、熱蔓延系數(shù)的單位是

AW/m℃；

BW/m2℃；

Cm2/s；

Dm/s

9、以下結(jié)論中，哪個(gè)是對(duì)流傳質(zhì)理論中的表面更新論的結(jié)論？

A'=cDKδ/；

BπτD

K2=；CDSK=

10、對(duì)流流淌傳質(zhì)準(zhǔn)數(shù)方程中不涉及的準(zhǔn)數(shù)有

ASh；

BRe；

CNu；

DSc。

三、簡(jiǎn)答題（5分/題×4題=20分）

1、請(qǐng)解釋延續(xù)介質(zhì)的概念

2、用管道輸送熱流體時(shí)，什么狀況下外包保溫材料反而會(huì)導(dǎo)致熱損失增大？

3、何謂黑體模型?

4、請(qǐng)給出本征蔓延系數(shù)及互蔓延系數(shù)的定義及物理意義。

四、計(jì)算題（30分）

1、（10分）相距3.2mm兩平行平板，下板固定，若保持上板以1.52m/s速度運(yùn)動(dòng)，需施加

2.394N/m2的力，求兩平板間流體的粘度。

2、（15）分設(shè)有面積為F，厚度為x?的平板，一面受溫度為1T，對(duì)流給熱系數(shù)為1α的流體的加熱，另一面受溫度為2T，對(duì)流給熱系數(shù)為2α的流體的冷卻，試證實(shí)通過(guò)此平板的傳熱量為F

FxFTTQ212111αλα+?+-=3、（10分）對(duì)初始含碳量為零的純鐵件舉行表面滲碳。若滲碳?xì)夥帐硅F件表面含碳量保持在Cs，計(jì)算鐵件表面0.5mm深處1小時(shí)后的含碳量。已知C在Fe中的蔓延系數(shù)為3?10-11m2/s。求解中所需的誤差函數(shù)可用下式計(jì)算。

3

32)(2+≈ηηπηerf或3321)(1)(2+-≈-=ηηπηηerferfc

答案：

一、

1、錯(cuò)

2、對(duì)

3、錯(cuò)

4、對(duì)

5、對(duì)

6、對(duì)

7、錯(cuò)

8、錯(cuò)

9、對(duì)10、對(duì)11、錯(cuò)12、錯(cuò)13、錯(cuò)14、錯(cuò)15、對(duì)

二、DDCBCBCCCC

三、

1.從物理學(xué)的觀點(diǎn)來(lái)看，流體是由運(yùn)動(dòng)著的分子組成的，且分子之間是有空隙的。因此，從微觀方面來(lái)考慮流體問(wèn)題時(shí)，需要從分子運(yùn)動(dòng)學(xué)說(shuō)來(lái)討論。但我們所感愛(ài)好的不是個(gè)別分子的微觀運(yùn)動(dòng)，而是由大量分子組成的宏觀流體。大量分子的統(tǒng)計(jì)平均特性就構(gòu)成了宏觀流體的特性，包括壓力、速度、密度和粘度等。這些特性，都是大量分子的行為和作用的平均效果，均能從試驗(yàn)中直接測(cè)出，這樣，我們就可以把流體視為彌漫其所占的空間，有大量的沒(méi)有間隙存在的流體質(zhì)點(diǎn)所組成；或者說(shuō)把有空隙真切的流體，看成是有無(wú)限多個(gè)流體

（或稱為微團(tuán)）所組成的稠密而無(wú)間隙的所謂延續(xù)介質(zhì)，也就是假定流體具有延續(xù)性和稠密型。

2.輸送熱流體的管道外包保溫材料時(shí)，單位管長(zhǎng)的總熱阻為

2

2121111ln21ln211hdddddhdrxxxππλπλπ+++=∑式中λx為保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)，dx為外包保溫材料后的管外徑。由式可見(jiàn)，隨dx增強(qiáng)，其次項(xiàng)熱阻增強(qiáng)，但第三項(xiàng)熱阻減小，說(shuō)明存在總熱阻的極值。可證實(shí)此極值為微小值，故存在所謂的臨界絕熱直徑，其值為dc=2λx/h2。當(dāng)d2<dc時(shí)，外包保溫材料使熱阻減小，熱損失增強(qiáng)。當(dāng)d2≥dc時(shí)，外包保溫材料使熱阻增強(qiáng)，熱損失削減。

3.黑體是一種抱負(fù)物體，在自然界是不存在的，但可以人工創(chuàng)造出臨近于黑體的模型。人工黑體模型：一個(gè)內(nèi)表面汲取比較高的空腔，空腔的壁面上有一個(gè)小孔。只要小孔的尺寸與空腔相比足夠小，則從小孔進(jìn)入空腔的輻射能經(jīng)過(guò)空腔壁面的多次汲取和反射后，幾乎所有被汲取，相當(dāng)于小孔的汲取率臨近于1，即臨近于黑體。

4、本征蔓延系數(shù)：以蔓延組元自身的基與本體移動(dòng)坐標(biāo)的濃度梯度通過(guò)菲克第一定律來(lái)定義的蔓延系數(shù)。它表示的是組元本身在某一介質(zhì)中的蔓延能力。

互蔓延系數(shù)：兩組元的混合物發(fā)生互蔓延時(shí)，以某一蔓延組元的基與空間靜止坐標(biāo)的濃度梯度通過(guò)菲克第一定律來(lái)定義的蔓延系數(shù)。它反映了兩蔓延組元之間的互相影響。

本征蔓延系數(shù)DA、DB與互蔓延系數(shù)DAB之間的關(guān)系為：

DDXDXABABBA=+

四、

1、

解：dy

dvAFxμτ==()

s

Pa1004.5102.3/52.1394.2/33??=?==

--dydvF/Axμ答:兩平板間流體的粘度為sPa1004.53??-。

2、

解：設(shè)平板高溫側(cè)的溫度為'1T，低溫側(cè)為'2T

高溫側(cè)對(duì)流()FTTQ'111-=α?F

QTT1'11α=-平板內(nèi)導(dǎo)熱FxTTQ?-='2'1λ?F

xQTTλ?=-'2'1低溫側(cè)對(duì)流()FTTQ2'22-=α?F

QTT22'2α=-

三式相加：???

???+?+=-FFxFQTT212111αλαF

FxFTTQ212111αλα+?+-=

3、解：

該問(wèn)題屬表面濃度恒定的半無(wú)限大物體中的非穩(wěn)態(tài)蔓延，其濃度分布為?????=--DtxerfCCCCSS20或?????=?????-=--DtxerfcDtxerfCCCCS22100因?yàn)镃0=0，所以

??

???=DtxerfcCCS2鋼件表面0.5mm深處1小時(shí)后的含碳