傳輸原理考試復(fù)習(xí)題

1、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(dá)為xm。2、流體的靜壓強(qiáng)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。4. 絕對靜止流體中的等壓面形狀為水平面5. 已知流體中某點的絕對壓強(qiáng)為16米水柱，則該壓強(qiáng)相當(dāng)于156960Pa.6. 段粗管和一段細(xì)管串連輸水，當(dāng)流量由小變大的時候，細(xì)管中的流體將首先轉(zhuǎn)變?yōu)橥牧鳌?質(zhì)量濃度梯度是擴(kuò)散傳質(zhì)的動力，A組分的質(zhì)量濃度梯度可以表達(dá)為。8、有運動粘性系數(shù)為25.45x10-6(m2/s)的空氣，以60m/s的速度掠過長為m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

2、動力粘性系數(shù)卩二0.005Pa-s，重度丫二8330N/m3，則該流體的運動粘性系數(shù)v二5.89x10-6m2/s。10、靜止流體中，某點的壓強(qiáng)各方向上大小相等11、輻射一換熱過程中總是伴隨著能量形式的轉(zhuǎn)變。u管內(nèi)壁溫度為20°C。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(dá)式是10N九(W/m2)。15.流體中某點的壓強(qiáng)為工程大氣壓，該壓強(qiáng)值相當(dāng)于Pa1/3時,流場Ux=ax3siny，二x2cosy才可以連續(xù)。17. 若有一灰體表面的黑度為，當(dāng)其表面溫度為227C時，輻射力的大小為W/m2。18. 當(dāng)溫度不變時,流體的體積隨壓強(qiáng)的變化而變化的特性稱為流體的壓縮性20.流場

3、中一條流線上某點的速度方向與流線在該點的切線重合。21流體流動可以分為兩種流態(tài)，分別稱為層流和湍流22.三維非穩(wěn)態(tài)溫度場中，溫度的數(shù)學(xué)表達(dá)通式為T=f(x,y,z,t)23. 大多數(shù)物質(zhì)的導(dǎo)熱系數(shù)與溫度的關(guān)系可認(rèn)為是直線關(guān)系，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為。24. 對流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。25. 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26. 擴(kuò)散傳質(zhì)中，質(zhì)量傳遞的根本原因是因為濃度差不為零。27. 鑄件時效過程中金屬組織的均勻化過程屬于擴(kuò)散傳質(zhì)過程。28. 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

4、種性質(zhì)。29. 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。30. 絕對靜止流體中的等壓面形狀為水平面31. 液體中一點的流體靜壓強(qiáng)在各個方向大小相等。32. 溫度場中，某點的溫度梯度方向與該點熱流密度方向相反33. 若流體的溫度不變時，流體的體積隨壓強(qiáng)的變化而變化的特性稱為流體的壓縮性性。34. 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35. 物體表面溫度的大小會嚴(yán)重影響其其輻射力的大小。36. 畢托管是一種用于測量流體中某點流速一的儀器。37. 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短波

5、區(qū)靠近。38. 一流體和固體壁面進(jìn)行對流換熱，已知壁面溫度恒為90°C,流體主流溫度為40°C,且壁面與流體間的平均對流換熱系數(shù)h為0.2W/(m2C)。則緊貼壁面處，單位時間、dT九=單位面積上層流底層的導(dǎo)熱量drnn=010W/m2。39密度為P=100噸/m3,運動粘性系數(shù)為V=7X10-5m2/s)的水在一平板上流動(如圖1)。如果X=xi處的速度分布是yvx=3y一y3。則(1) 在X=y=0點處的粘性切應(yīng)力為_N/m2。(2) 在*=X,=1mm點處沿y方向的粘性動量通量數(shù)值為土n/m2(3) 在X=X,=1mm點處沿x方向的對流動量通量數(shù)值為N/m2TT40.

6、 一初始溫度為0C的凸表面固體，被置于室溫恒為s的大房間內(nèi)。設(shè)物體的發(fā)射率為£，其表面與空氣的換熱系數(shù)為h，物體的體積為“，參與換熱的表面積為A，比熱容和密度分別為°及P。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=條件：dt。41. 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(guān)系是v=v;BB'(2) 圖中A和A'兩斷面處的流速關(guān)系為V>V。AAA'(3)圖中A和A'兩斷面形心處的壓強(qiáng)關(guān)系為p<pAA'42.有平面流場為u=x4

7、siny,u=ax3cosy。當(dāng)a=xyB一4_時該流場連續(xù)。43. 100W燈泡的鎢絲溫度為2800k，發(fā)射率為。如果96%的熱量通過輻射散失，則鎢絲的表面積至少為_mm2。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46. 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。47. 當(dāng)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。48速度梯度的方向與動量通量的方向相反。49. 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。50. 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

8、量交換的現(xiàn)象。51隨溫度的升高，液體的粘度將減小，氣體的粘度將增大。52.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/dt。52.理想流體是指假想的沒有粘性的流體。55. 輻射換熱過稈中總是伴隨著能量形式的轉(zhuǎn)變。56. 引起粘性動量傳輸?shù)母驹蚴怯捎诜肿拥拇嬖凇?7. 水頭是指單位重量流體所具有的能量58質(zhì)量力的方向與等壓面相互垂直。（圖3）59.如圖3所示，已知管內(nèi)流體的流量為Q，粗管和喉管管徑如圖所示，兩個測壓管液面高度差為h。則流體流經(jīng)漸縮管的局部能量損失為_h+（4Q22兀2gd44Q22兀2gd4米液柱。若局部能量損失為定值，則隨著流量Q的增加高度差h將會減小

9、計算題1. 如圖3,個滑動軸承，軸的直徑為mm,軸套長120mm,兩者之間的間隙均勻，且大小為。若間隙中填滿潤滑油，且其動力粘性系數(shù)為。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2. 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=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(shè)間隙內(nèi)流體的速度為線性分布3. 1直徑為5.00cm的活塞在直徑為5.01cm的缸體內(nèi)運動。當(dāng)潤滑油的溫度由0°C升高到120C時，求推動活塞所需要的力減少了百分之幾（設(shè)潤滑油0C時的動力黏性系數(shù)為卩二0.01

10、2pa-s,120C時的動力黏性系數(shù)為卩二°.°°2pa-s）艇昕卡444. 設(shè)有一鑄型，已知上箱高度hi二130mm，型心高度h2二200mm，鑄件高度h二230mm，其它尺寸如圖所示，求鐵水對上箱的作用力為多少牛頓（設(shè)鐵水的重度為P二6992.8kg/m30忽略砂芯的重量，忽略澆注系統(tǒng)受力大小。）5.如圖所示的虹吸管中，已知H二2m1H二6M2管徑D=15mm，如不計損失，問S處的壓強(qiáng)應(yīng)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?dāng)嗝?-1、2-2及水平基準(zhǔn)面O-O，列1-1面（水面）到2-2面的貝努利方程6

11、.一蒸汽管道直徑為°2m，管壁厚8mm，管材導(dǎo)熱系數(shù)數(shù)i二45W/(m-“)，管外包有絕熱層，厚為°2m，已知絕熱材料的導(dǎo)熱系數(shù)九2二0.1W/(mQ，蒸汽溫度Tf1二300C，周圍空氣溫度Tf2二25C,管內(nèi)蒸汽與壁面間的放熱系數(shù)h二120W/(m2-°C)1，管外壁與空氣間的放熱系數(shù)h2二10W/(m2-°C)。求單位管長的(圖2)熱流量及絕熱層外表面溫度。7.在風(fēng)機(jī)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(fēng)機(jī)之后，壓強(qiáng)增加了多少mmH2O(設(shè)水銀的密度為13600kg/m3，水的密度為1000kg/m3)解01

12、)管中是水非、1r址能廠尹二+j曲Pi一盧i一(丁佻-r1(2)管屮足密氣Pi+rTJt/>2jWj=y也血=-1Ekp盤=1(sSt)8. L=200m、d=150mm的供熱管道，其中80°C水的平均流速為v=1.8m/s，運動粘性系數(shù)°二0-367X10-6m2/s，卩二970kg/m3。求管路中的沿程壓強(qiáng)損失為多少帕(若為湍流則取九=°.°33)9. 蒸汽管道的內(nèi)徑為80mm，壁厚3mm，導(dǎo)熱系數(shù)數(shù)i45W/m'C。外側(cè)包有厚40mm的水泥珍珠巖保溫層，其導(dǎo)熱系數(shù)為九2二0.1W/m'C，管內(nèi)蒸汽溫度Tf1二150C，環(huán)境溫度

13、Tf2二20C，保溫層外表面對環(huán)境的復(fù)合換熱系數(shù)h2二7.6W/(m2'K)，管內(nèi)蒸汽的表面換熱系數(shù)為h1二116W/(m2'K)，求每米管長的熱損失和保溫層外表面溫度。10. 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P=700噸/m3。若忽略澆鑄系統(tǒng)的作用，則上型所受鐵水垂直向上的作用力為多少kg11.一鑄型如圖4所示，已知1=800mm,h=250mm，Di=240mm,D2=300mm，金屬液密度卩=7000趁/m3。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由12耐火磚、硅藻磚、保溫金屬護(hù)板組成的爐

14、墻,(圖4)A*分別為81=135mm,8=125mm=30mm別為九=0.4W/(m-C)九=014W/(mC)1、284=4皿加，導(dǎo)熱率分九=010W/(m°C)3、j(D1；Fi；/廠t'1rhi1入4=45W/(m-C)，墻壁內(nèi)外側(cè)壁溫度分別為Ti=550C、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Tw4。13. 如圖13,直徑均為d的上下兩平行圓盤同軸分布，間隙為8，其間隙中充滿動力粘性系數(shù)為卩的液體。若下盤固定不動，使上盤以角速度3旋轉(zhuǎn)時，試求所需力矩M的表達(dá)式。14. 一吸水裝置，水池N的水位不變，已知水位h1、h2和h3的值，若

15、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(guān)系才能使水從水池M引入管流中。解題示例：對池N的滴面、喉咅I®面1列怕努刑方程，有V1打一丘=亠®.e分I2S對0-0和1-1斷面列伯努利方程耐丄亠分|7聖當(dāng)水剛?cè)褟乃豈可入管漬時的喉卻壓強(qiáng)：P=-A®(2由可得，舛十松（2分）由連續(xù)性方程T/i=先冬,聯(lián)立求解，得魚=乜=EK.一心分貝n巧|僅一掄15. 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&=1mm，其間充滿U二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(dāng)錐體轉(zhuǎn)速n=150r/min時，求所需旋轉(zhuǎn)力矩

16、M。16. 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。已知AB段的管道長度為2500m，流量為°14m3/s，沿程阻力系數(shù)為入=0028,試求欲使管路最高處B點的壓強(qiáng)為12m水柱高時，水泵所需的功率為多少（設(shè)水泵的效率為075）17.兩個互相平行且相距很近的大平面已知Ti=527°C,Ti=27°C,其黑度£=£=0.8i2若兩表面間按放一塊黑度為=0.05的鋁箔遮熱板,設(shè)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,輻射換熱量又為多少18.如圖5,有一水泵從一大水池中抽水，已知其抽

17、水量為Q=003m3/S，吸水管直徑d=150mm。泵的進(jìn)口處22斷面的真空度為68m水柱。若吸水管能量損失為1H水柱，試確定此水泵的吸水高度s為多少米水柱（圖19.1.沿直徑d=205mm的管道，輸送密度p=980弦/m3、運動粘性系數(shù)v=4cm2/s的重油。若流量Q=601/S，管道起點標(biāo)高Zi=85m，終點標(biāo)高z2=105m，管長1=1800m，試求管道中從起點到終點壓強(qiáng)降低了多少Pa選擇題1.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?？諝?點2x10-6m2/s°水=I46x10-6m

18、2/s，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?。╟）空氣與水的黏性力接近（d）不能直接比較3. 某點的真空度為65OOOPa,當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?，該點的絕對壓強(qiáng)為（）。（a）65000Pa（b）55000Pa（c）35000Pa（d）165000Pa4. 靜止流體中的壓強(qiáng)分布規(guī)律p=p0+Yh，（）。（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P、壓

19、強(qiáng)P的無量綱集合是（）。pppypv2p（a）（b）（c）（d）vpppv27. 判斷層流或紊流的無量綱量集是（）。（a）普蘭克數(shù)P（b）雷諾數(shù)Rr（c）努賽爾數(shù)N（d）格拉曉夫數(shù)Gur8. 變直徑管流，小管直徑d，大管直徑d=2d，兩斷面雷諾數(shù)的關(guān)系是（）。121Re=0.5ReRe=ReRe=1.5ReRe=2Re（a）12（b）12（c）12（d）129. 對流換熱系數(shù)為100阪心宀、溫度為20-C的空氣流經(jīng)50°C的壁面，其對流換熱的熱流密度為()。(a)1江(d)1U3W/rn210. 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(yīng)()。a)大一點好(b)小一點好(

20、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12.已知某流場速度分布為u=x一2，u=一3y，u=z-3，則過點(3，1，4)的xyz流線為()。13. 與牛頓內(nèi)摩擦定律直接相關(guān)的因素是()。(a)切應(yīng)力和壓強(qiáng)(b)切應(yīng)力和與速度相互垂直的速度梯度(c)切應(yīng)力和剪切變形(d)切應(yīng)力和流速14. 從力學(xué)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(yīng)力；(b) 不能承受拉力，平衡時能承受切應(yīng)力；(c) 不能承受拉力，平衡時不能承受切應(yīng)力；(d) 能承受拉力，平衡時也能承受切應(yīng)力。15. 相對壓強(qiáng)的測算

21、基準(zhǔn)是()。(a)絕對真空(b)1個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓(c)當(dāng)?shù)卮髿鈮?d)液面壓強(qiáng)16. 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(qiáng)成反比17. 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18. 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19. 速度v、長度1、重力加速度g的無量綱集合是()。lvvIv2(a)g(b)g(c)gV(d)gg20. 雷諾數(shù)的物理意義表示()。(a)粘性力與

22、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21. 圓管層流中，同一有效斷面上的速度分布函數(shù)式為4g10，則斷面上切應(yīng)力(a)在有效斷面上是常數(shù)(b)管軸處是零，且與半徑成正比分布為()。dn九(c)管壁處是零，向管軸線性增大(d)按拋物線分布22. 單位面積的導(dǎo)熱熱阻單位為()。(a)m2-K(b)m2-K/W(c)W/m2(d)W/m-K23. ()是在相同溫度條件下輻射能力最強(qiáng)的物體。(a)灰體(b)磨光玻璃(c)涂料(d)黑體24. 在其他條件相同的情況下,下列導(dǎo)熱能力最差的物質(zhì)是()。(a)空氣(b)水(c)氫氣(d)油25. 熱傳遞的三種基本方式為(

23、)。(a)導(dǎo)熱、熱對流和傳熱過熱(b)導(dǎo)熱、熱對流和輻射換熱(c)導(dǎo)熱、熱對流和熱輻射(d)導(dǎo)熱、輻射換熱和對流換熱26. 一固體壁面和流體間的平均溫差為AT,其對流換熱系數(shù)為h，若流體導(dǎo)熱率為入,則管壁處流體的溫度梯度可表示為()。dThATdTh(a)=(b)=1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.dT九hdT(c)d_=-h(d)d_=kh貞dnATan簡答題如圖4所示，當(dāng)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(cè)水的流速大于兩船外側(cè)水的流速，流速大的地方壓強(qiáng)小內(nèi)測壓強(qiáng)小魚外側(cè)壓強(qiáng)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

24、大單色輻射力所對應(yīng)的波(圖4)長關(guān)系為九<九。試分析1、2兩黑體表面溫度T、Tmax1max212之間的關(guān)系，并說明為什么(圖3)v維恩定律，九t=2.8976x10-3(mK)/.T>Tm12如圖所示，一乒乓球在空氣中旋轉(zhuǎn)前行，問球的行進(jìn)軌跡偏離正常軌道上弧還是下弧為什么旋轉(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

25、件相同的情況下，遮熱板黑度的大小與其遮熱作用有何關(guān)系。作用：熱流途中增加熱阻，可減少單位時間的換熱量。4(E_E)遮熱板1=八b1b2122(1s+1e一1)黑度越小，遮熱作用越好13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蚴鞘裁此俣忍荻群喪鰧α鲹Q熱的機(jī)制。在底層壁面與流體的導(dǎo)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(jié)構(gòu)。你能否分析出，傳熱過程中，熱阻最大的換熱在哪一側(cè)T-T1為熱阻。熱阻最大的換熱在h最小的一側(cè)=r2R=1hA_h1A證明題1. 設(shè)某理想氣體的原始熱力學(xué)溫度為T,試證明在其壓力不變時，體積隨溫

26、度變化的體積1膨脹系數(shù)為a（K-1）。vT證明.av=丄（）ppy=nRT.=nR，丄=:.aV=-1VVATATpVnRTVnRTpT7九dT2. 對流換熱現(xiàn)象均遵守?fù)Q熱微分方程h二-。已知有兩個對流換熱現(xiàn)象相似，試ATdn證明兩現(xiàn)象中的努塞爾準(zhǔn)數(shù)相等。證明：由換熱微分方程丄匚丄.Th=atdT得兩換熱過程：氣=-在凈dT1h2=（同一令q=，Cx=f，Ct=tn1n12223. 兩表面在透熱介質(zhì)中進(jìn)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4. 兩根直徑不同的圓管串聯(lián)輸水，試證明當(dāng)流量由小變大大的時候，細(xì)管中的流體流態(tài)首先變?yōu)橥牧?。答：卩ud4Q_4Q當(dāng)流量增大，即Q增大，d越小，Re越大，所以細(xì)管R=vd=eV兀d2兀dv判斷題1. 靜止流體中，若在某方向上存在壓強(qiáng)梯度，則在該方向上必有質(zhì)量力。（）2. 運動流體中，總機(jī)械能較小的斷面必處在總機(jī)械能較大的斷面下游。（）3. 兩