第一章 1-9解
3/78408.9800m N g =?==ργ 8.01000
800
=比重
1-10解
3
3
/kg 1358010
5006790m V m =?==
-ρ 3/1330848.913580m N g =?==ργ
1-11解
273
10
t t +=
ρρ
31000/279.027*******
.1m kg =+
=
ρ 31200/241.0273
120013
.1m kg =+
=
ρ 或
RT P
=ρ
C R
p
T ==
ρ 221100T T T ρρρ==
31
01/279.01000
273273
3.1m kg T T =+?=
=
ρρ
32
02/241.01200
273273
3.1m kg T T =+?=
=
ρρ
1-12解
T V V V P T V V t V ?-=?
?
? ????=
1111α 423.1200
273400
2731212=++==T T V V
增大了0.423倍。 1-13解
??
? ??
+=27310t v v t
s m t v v t /818.5273
90027325
27310=+=
?
?
? ??+=
1-14解
RT P
=ρ
K m K mol J K mol L atm K
s m T P R /27.29/31.8/082.0/05.287273
293.110132522=?=??=?=?==
ρ 1-15解
RT
P =
ρ
()33
111/774.020*********.65m kg RT P =+??==ρ
()
33
222/115.137273287102.99m kg RT P =+??==ρ
1-20解
dP
dV
V P 1-
=α 7
9
0210210
5.0%1?=?=
-=-P P dP 1-18解
2
2
2111T V P T V P = 2.020
27379273100792.610032.15
5122112=++???=?=T T P P V V 111128.02.0V V V V V V -=-=-=?
体积缩小了0.8倍。 1-19解
C PV k = nRT PV =
k
k k P P V V T T 1121
2112--???
?
??=???
?
??=
空气 k=1.4
122
1V V =
32.124.02112==???
? ??=-i
k V V T T
()℃K T T 16.10716.3802731532.132.112==+?==
???? ??=???? ??1221P P V V k
???
? ??=124.12P P Pa P P P 514.1121067.264.22?===
1-21解
kPa P P P 1689870=+=+=大表绝
kPa P 5.29-98-5.68==表
1-22解 根据已知边界条件
0=y 0=x v mm y 60= s m v /08.1max =
由此得抛物线方程
y y v x 363002+-=
()2
06.030008.1y v x --=
()y dy
dv x
-=06.0600 ()()y y dy
dv x
-?=-?==06.03006.060005.0μ
τ 0=y 8.10=τ
m mm y 02.020== 2.120=τ
m mm y 04.040== 6.040=τ m mm y 06.060== 060=τ
第二章
2-2解
y x v x sin 3= y x v y cos 33=
y x x
v x
sin 32=?? y x y v y sin 33-=?? ()
y x x y
v x v y
x sin 3332-=??+??≠0 所以此平面流场不连续 2-3解
θθcos sin 2r v r = θθ2cos 2r v =
θθcos sin 2=r v r θθcos sin 2=??r v
r θθθθsin cos 4r v -=?? 01=??+??+θ
θ
v r r v r v r r 所以此平面流场连续
2-4解
ττ+==
x d dx
V x
ττ+-==
y d dy
V y 0
==τd dz V z
求解得
?????=-+=--=C z Be y Ae x 11τττ
τ
当0=τ时(初始时刻)c z b y a x ===,,解出A 、B 、C
c C e b B e a A =+-=++=
-,1
,10000ττττ
则有:
??
?
??????=-++-=--++=--c z e e b y e e a x 11111000
0τττττττ
即拉格朗日法表达式 当3,2,1,1====z y x τ时
?????=-+=--=-c Be Ae 31121111
解得 ?
??
????
===323c e B e A 流线方程为???
?
???=-=--=3113z y e e x τττ 当3,2,1,5.1====z y x τ时
??
?
?
?
????=+-==++=-315.125.315.115
.15
.15.1C e B e
e A ???
?
?????
=-+=--=-315.115.315
.15.1z e e y e e x τττ 2-5解
30400/525.0273
400
2731293
1m kg t v =+=+=
αρρ
vA q v ρ=
82.86
.04.02525.036008000
=???==A q v v ρm/s 2-6解
??
???=+=+22112
2221122A v A v v P v P ρρ
22
22
2212
2212144.015
.01.0v v v d d v A A v ==== ()
Pa gh v v
P P 265582
212221==-=
-水银ρρ
()[]
2655844.02
10002
222=-v v s m v v /12.887
.65222==
s m A v q /064.01.04
12.83222=?
==π
2-7解 取入口处为A 面,出口处为B 面,以入口管中心为基准面,在A-B 面间列出伯努利方程
失h gz v p gz v P B B
B A A
A +++
=++
ρρρρ22
22
已知 0;/37.62.014.32
.044;6.682
2
==??==
=A A v A A z s m d q v kPa P π
1;/59.14
.014.32.044;02.392
2==??==
=B A v B B z s m d q v kPa P π
Pa
gz v p gz v P h B B B A A A 38804500848888818.91000259.110003902008.91000237.6100068600222
22
2=-=???
? ????+?+-???? ????+?+=???? ??++-???? ??++=ρρρρ失 故由A →B
2-8解 选取粗管道为1截面,喉管处为2截面,管中心为基准面。 在1-2面间列出伯努利方程
2-122
222
1112
2
失h v gz P v gz P ++
+=+
+ρρρρ
依题意可知:
P 1=101320+13550×9.8×0.025=104639.75Pa ;z 1=z2=0;P 2=101320-1000×9.8×0.15=99850Pa
???
? ??=?
??
? ??=22221144d q v d q v v v ππ
则有:
2
222
2142998504275.104639???
?
??+=???? ??+d q d q v v πρπρ
2
422
4205.014.3162293.1998501.014.316
2293.175.104639v v q q ??
?
???+=???
???+
s m q v /175.03=
2-10解 选取压气机前为1截面,进气管为2截面,管中心为基准面。 在1-2面间列出伯努利方程
2
2
22
22
11v P v P ρρ+
=+
gh P P v P P a a 水银ρ-===211;0;
2
25.12
2
v gh P P a a ?+-=水银ρ
s m v /19.6528.424925
.102
.08.91355022==???=
s m q v /298.005.298.04
2.014.319.6532
=?=???=
2-11解 1)
2)热气体的伯努利方程
()()()失h H v P P v P P
a g a g a g +-++
-=+
-γγρρ2
2
22
222
111
根据题意知
()011
=-a g P P
;
02
2
1=v ρ;
02
22
=v ρ;0=失h
高度
30
/174.28.91600
273
3.1273
13271m N g g g g g =??=
+=
=ρργ
30
/806.118.9293
273
293.1273
201m N g g a a a =??=
+=
=ρργ
当H=2.5m 时
()()a 08.24174.2806.115.2P P P
a g
=-?=- 当H=-0.5时
()()a 816.4174.2806.115.0P P P
a g
-=-?-=-
3)当炉门打开时,零压线以上逸气,零压线以下吸气。 2-12解
失h gz p gz P ++=+2211ρρ
()()a
1.1231969.102300
2.08.910000105.08.9100030002.0-560105.0P g p g P h a a =+-=??+??-=+?-?+?-=水水失ρρ
第三章 3-3解
2
2
v d l P ρλ=?
21P P ?=?;21l l =;21λλ=;2
4d
q v v
π= 4
2
22
2224121111
162162d q d l d q d l v v πρλπρλ= 522511d q d q v v =;5
2
5121d d q q v v =;r A S A d π24411==;a A d 442= 22a r =π;r a π=
()
()83.1772.122244245
5
55
55
525121=??? ??=?
??
? ??==??
?
????
? ??==ππππr r
a A r A d d q q v v
3-4解
对平板 速度分布公式为
h
y
v v x =0 021v v x =
若 h y 2
1=则
对圆管 速度分布公式为
221222128114R L P P v R r L
P P R v ??? ??-==???
? ??--=
μμ 212
22=-R
r R ;2
22R r R =- 2
22R
R r =
=
3-5解
5℃水 查表 s m /105.12
6
-?=η
s m d q v /91.10314.006.01.014.3101544232==???==-π
23001027.110
5.11
.091.1Re 56
-φ?=??=
=
η
vd 湍流 3-6解
2300140310
0114.0102108Re 4
-2
-2-π=????==ηvd
层流 若增大Re ,则v 增大;d 增大;η减小。 3-7解
m S A d e 5.24
5.25
.25.244=???==
23001067.110
15.05.21Re 5
4
-φ?=??=
=
η
e
vd
3-8解
m/s 086.00254
.014.396060
/5.2442
2=???==
d q v m ρπ 2300461.51040254
.0086.0Re 4
-π=??=
=
η
vd
3-10解
2
2
v d l h ρλ=摩
1)m/s 04.005.014.33600
/3.0442
2=??==
d q v v π 230046.153810
013.005
.004.0Re 4
-π=??=
=
η
vd
层流 042.046
.153864e 64===
R λ a 42.132
04.02.99805.020042.022
2P v d l h =???==ρλ摩
2)m/s 16.005.014.33600
/2.1442
2=??==
d q v v π 230084.615310
013.005
.016.0Re 4
-φ=??=
=
η
vd
湍流 查莫迪图
04.0=λ
a 43.2042
16.02.99805.02004.022
2P v d l h =???==ρλ摩
3-11解
20℃ s m /107.1526
-?=η
1)m/s 87.1875.014.33600
/30000442
2=??==
d q v v π 2300104.910
7.1575.087.18Re 5
6
-φ?=??=
=
η
vd
湍流 000267.01067.2750
2.04=?==?=
?-d
查莫迪图
018.0=λ
a 47.1542
87.18205.175.030018.022
2P v d l h =???==ρλ摩
2)0016.0106.1750
2.13=?==?=
?-d 查莫迪图 024.0=λ
a 96.2052
87.18205.175.030024.022
2P v d l h =???==ρλ摩
3-12解
1)a a
a S
A
d e 3623
344=?
== 2)()
()212
1224
d d S d d A +=-=
ππ
124d d S
A
d e -==
3-13解 1)23004000010
104
.060/601000Re 3-φ=???==
μρvd 湍流 2)2300190010568.103
.01Re 5
-π=??=
=
η
vd 层流
3)2300319010
568.102
.05.2Re 5
-φ=??=
=η
vd
小于4000 过渡流 3-14解 1)m/s 57.115.014.33600
/100442
2=??==
d q v v π 2)m/s 25.64
.03.03600/2700=?==
A q v v h vA q v ??==2.025
m h 15.02
.0253600
2700=?=
3-15解
s m d v q v /05.04
14
.308.010422
=??==π
2
22211d v d v =
s m d v v /1.7103
.008.01042
22112=?== 3-16解
失h v gz P v gz P ++
+=+
+2
2
2
2
222
111ρρρρ
已知,a 109621.15
1P P ?=;m z 201=;a 108861.55
2P P ?=;01=z ;21v v =
a 216000-588610-176400196210108861.5-208.9900109621.155πP h =+=???+?=失
则知,由2向1流动。压力损失为216000Pa 。
3-17解
失h v gz P v gz P ++
+=+
+2
2
22
222
111ρρρρ
01=z ;01=v ;a 1001.152P P ?=;m 21=z ;
s m d q v /64.705
.014.31000
/15442
22=??==
π a 49005.08.91000P gh h =??==ρ失
a
8.15468449008.291841960001010004900
2
64.7100028.910001010002
1P P =+++=+?+??+= 3-18解
2
2
v d l P ρλ=?
2
2气气水水v v ρρ=
4.828205
.12
.99822===水气气水v v ρρ 78.28==
A
v A v q q v v 水气水
气
3-19解
2
2
21v
d l P P P ρξλ??? ??+=-=?
()ρξλ??
? ??+-=
d l P P v 212
()()
222
2b rb r b r A +=-+=πππ
()()
22122b rb d l P P vA q m +??
? ??+-==πρξλρ
ρ
3-20解
222
2v v d l h h h ρξρλ+=+=局摩失
Pa P h 6168=?=失
s m d q v /396.105.014.31074.2442
3
2=???==-π
ξξ4.9474.58462
396.110002396.1100005.01003.0616822+=?+???=
339.0=ξ
3-21解
2221v
d l P P P ρξλ??
? ??+=-=?
s m d q v m /327.104.014.3100036006000
442
2=????==
ρπ 2300103.510
104
.0327.1Re 46
φ?=??=
=
-η
vd
湍流 04.0=λ
1/=d R 则9.033.01=?=ξ
开启角40°的旋塞阀 3.172=ξ
kPa
Pa
P 829.24248295.8802.282327
.110003.179.004.01004.02
==?=??
?
? ??++=? 若加大管径,则速度减小,压差减小,压强减小。
第六章 6-1解 1)()s m kRT c /4.13604.1850696452732
8314
4.1==+??
==
2) ()s m kRT c /7.2945.868556.5627329
8314
4.1==-??
==
26.27
.2943600/2400000===
c v Ma
6-2解
在1-2截面间列出连续性方程、能量方程、状态方程和绝热方程
?????
?
??
???===+-=+-==k k m P P RT P RT P v P k k v P k k A v A v q 221122
21112222
21112
221112121ρρρρρρρρ ()212121
2v T T R k k
v +--=
()2
1211
22
11121
2v T T R k k
T A T A v P P +--=
6-3解
()s m kRT c /340269.1155931527329
8314
4.1==+??
==
47.1340
500===
c v Ma 1
20211--??
? ??-+=k k Ma k P P
()
Pa Ma k P
P k k
74.35621143218.1101325
47.1214.11101325
2112
71
4.14
.121
20==
??
?
???-+=
??
?
??-+=
-
----
1
20211-??
? ??-+=Ma k T T ()K Ma k T T 47.41247.1214.1115273211220=??
? ???-+?+=??? ??-+=
6-4解
k
e e
k
P P ρρ=
11
24
.1164
4.1111
/38.21008.110
81.92.13m kg P P k
k e e =???
? ?????=???
? ??=ρρ
2
1212
2111e e e v P k k v P k k +-=+-ρρ
s m P P k k v e e e /53338.21081.92.131008.114.14.1214
611=???
?
?
??-?-?=???? ??--=
ρρ e e e m A v q ρ=
231016.2533
38.274
.2m v q A e e m e -?=?==
ρ 4
2
e e d A π=
m A d e
e 0525.014
.31016.2443=??==
-π
s m P k c e e
/24038
.21081.94.14
=??==ρ
22.2240
533===
e e c v Ma ()
06.273.1a 2.012
=+=*Ma
M A A e 200105.006.2m A A e
==
* 36.6mm 14
.300105
.044=?=
=
*
*π
A d
第九章
9-1解
2/4.6025
.05
032.0m W t
q =?=?=δ
λ
9-2解
W F t
qF Q 1500103
.010
205.1=?+?
=?==δ
λ
9-3解
()2/2400030150200m W t h q =-?=?=
9-4解
()W tF h qF Q 25.23615.0306545=?-?=?==
9-5解
1)()2
34
84/1076.12732731067.535.0m W T E ?=+???==-εσ
2) ()2
34
8/10275.32732731067.565.0m W E ?=+???=-
3) ()2
24
8/1052.22732731067.505.0m W E ?=+???=-
9-6解
()W
F T EF Q 24
841098.75.1002.014.38472731067.595.0?=???+???===-εσ9-7解
2484/04.1552501067.57.0m W T E =???==-εσ
9-8解
(
)
()()[
]
W
F
F F
T T Q 44
4
8424
1121006.72502738002731067.5?=+-+??=-=-σ
9-9解
W F h h t t Q 9.5512875.02.724
.0025.000375.01.030
4
.06.040
18.0003.010110
20112
12112==?++=
??+++=
++-=
λδ
9-10
()()()
℃m /02326.0℃m /163.102.0℃m 0.02kcal/h 29400kJ/kg
4.2kJ/kg 7000g 7000kcal/k ?=??=?=?=W W
第十章
10-1解
W ℃m h r /01.090
11211?===
W
℃m r /1067.645
03.0252??===
-λδ
W ℃m h r /1067.160001
242
1??===
-
℃m W h h k ?==
++=
22
1/15.881021
1
111λδ
10-2解 根据
λ
δ/2
1w w t t q -=
1)221/33.393333236/03.0270
320/m W t t q w w =-=-=
λδ
2)221/720002.43/03.0270
320/m W t t q w w =-=-=
λδ
3)221/5.16189711
.0/03.0270
320/m W t t q w w =-=-=
λδ
其中,9711.02
270
32000058.08.0=+?
+=λ 4)221/33.263158
.0/03.0270
320/m W t t q w w =-=-=
λδ
其中,158.02
270
3200002.0099.0=+?+=λ 10-3解设()bt +=10λλ 根据F
t t Q w w λδ/21-=
()F t t Q w w 21-=δ
λ
()m ℃W /25.1510
31.13018002
.098.144
1=??-?=
-λ
()m ℃W /28
.151031.15025002
.001.2042=??-?=
-λ
()b b
10512301801001+=??
?
?
?++=λλλ ()()28.151501105125
.15150110512502501102=++=++=?
?? ?
?
++=b b b b
b
λλλ b b 5.228725.154.160428.15+=+
51039.4-?=b
18.150=λ
()t 51039.4118.15-?+=λ
10-4解 设℃8002=w t
4345.1280012501058.084.03-1=???
??+?+=λ 4315.021*********.029.03-2=??
?
??+?+=λ 22
2
113
1/1
.21212781
.02405.01100
4135
.0115.04345.1345.0150-1250m W t t q w w =+=+
=
+-=
λδλδ
根据
1
12
1/λδw w t t q -=
℃87.7394345
.1345.01.212112501112=?-=-=λδq
t t w w %4%5.7%100800
87
.739-800φ=?
误差过大,需要重新计算。 假设
℃7402=w t
则
4171.1274012501058.084.03-1=???
??+?+=λ 4057.021*********.029.03-2=??
?
??+?+=λ 22
2
113
1/68
.20872835
.02434.01100
4057
.0115.04171.1345.0150-1250m W t t q w w =+=+
=
+-=
λδλδ
℃74.7414171
.1345.068.208712501112=?-=-=λδq
t t w w 10-6解
46515.0d ln 22504001029.0052.014.321
250
400ln 212
31
22
1=?
?
? ??
+??+??-=-=
-d d t t q L πλ
15
.0ln 46577
.1373.02d ==
mm m d 20020.02==
mm 252
150
200=- 最小厚度为25mm 。
10.7解
1631.0d ln 2504001000023.0033.014.321
50
400ln 212
31
22
1=?
?
? ??
+??+??-=-=
-d d t t q L πλ
1
.0ln
143.12
d = mm d 3142=
mm 1072
100
314=-
所以厚度为107mm 。
10.8解
m W d d d d t t q L /37.187698.017.1350130
220
ln
12.014.32150130ln 13.014.32150
400ln 21
ln 212
3
21212
1=+=??+??-=
+-=
πλπλ
1
22
1ln 21d d t t q L πλ-=
℃
8.1802.21940050130ln 13.014.32137.187400ln
211212=-=???-=-=d d q t t L
πλ
矿渣棉℃600-550max =t ;煤灰泡沫砖℃300max =t ;增加煤灰泡沫砖的厚度t 2增加。 10-9解
1)
上海应用技术学院—学年第学期 《冶金传输原理》考试(2)试卷 课程代码:学分: 考试时间:分钟 课程序号: 班级:学号:姓名: 我已阅读了有关的考试规定和纪律要求,愿意在考试中遵守《考场规则》,如有违反将愿接受相应的处理。 试卷共4 页,请先查看试卷有无缺页,然后答题。 一.选择题(每题1分,共15分) 1. 动量、热量和质量传输过程中,他们的传输系数的量纲为: (1)Pa.s (2)N.s/m2 (3) 泊 (4)m2/s 2.流体单位重量的静压能、位能和动能的表示形式为: (1)P/ρ, gz, u2/2 (2)P, ρgz, ρu2/2 (3) P/r, z, u2/2g (4)PV, mgz, mu2/2 3.非圆形管道的当量直径定义式为: (1)D 当=4S/A (2) D 当 =D (3) D 当=4A/S (4) D 当 =A/4S (A:管道的截面积;S:管道的断面周长) 4.不可压缩流体绕球体流动时(Re<1),其阻力系数为: (1) 64/Re (2) 24/Re (3) 33/Re (4) 28/Re 5.判断流体流动状态的准数是: (1)Eu (2)Fr (3)Re (4)Gr 6.激波前后气体状态变化是: (1)等熵过程(2)绝热过程 (3)可逆过程(4)机械能守恒过程
7.Bi→0时,其物理意义为: (1)物体的内部热阻远大于外部热阻。 (2)物体的外部热阻远小于内部热阻。 (3)物体内部几乎不存在温度梯度。 (4)δ/λ>>1/h。 8.根据四次方定律,一个物体其温度从100℃升到200℃,其辐射能力增加 (1) 16倍 (2) 2.6 倍 (3)8 倍 (4)前三个答案都不对 9.表面温度为常数时半无限大平板的加热属于: (1)导热的第一类边界条件 (2)导热的第二类边界条件 (3)导热的第三类边界条件 (4)是属于稳态导热 10.强制对流传热准数方程正确的是: (1)Nu=f(Gr) (2)Nu=f(Re) (3) Nu=f(Re,Pr) (4) Eu=f(Gr,Re) 11.下面哪个有关角度系数性质的描述是正确: (1)ψ1,2=ψ2,1 (2) ψ1+2,3=ψ1,3 +ψ2,3 (3) ψ1,1=0 (4) ψ1,2 F1=ψ2,1 F2 12.绝对黑体是指: (1)它的黑度等于1。 (2)它的反射率等于零。 (3)它的透过率等于1。 (4)它的颜色是绝对黑色。 13.如组分A通过停滞组分B扩散,则有: (1)N A =0 (2)N B +N A =0 (3)N B =0 (4)N A =N B
第一章 流体的主要物理性质 1-1何谓流体,流体具有哪些物理性质? 答:流体是指没有固定的形状、易於流动的物质。它包括液体和气体。 流体的主要物理性质有:密度、重度、比体积压缩性和膨胀性。 2、在图所示的虹吸管中,已知H1=2m ,H2=6m ,管径D=15mm ,如果不计损失,问S 处的压强应为多大时此管才能吸水?此时管内流速υ2及流量Q 各为若干?(注意:管B 端并未接触水面或探入水中) 解:选取过水断面1-1、2-2及水准基准面O-O ,列1-1面(水面)到2-2面的贝努利方程 再选取水准基准面O ’-O ’, 列过水断面2-2及3-3的贝努利方程 (B) 因V2=V3 由式(B)得 5、有一文特利管(如下图),已知d 1 ?15cm ,d 2=10cm ,水银差压计液面高差?h ??20cm 。若不计阻力损失,求常温(20℃)下,通过文氏管的水的流量。 解:在喉部入口前的直管截面1和喉部截面2处测量静压力差p 1和p 2,则由式 const v p =+22ρ可建立有关此截面的伯努利方程: ρ ρ22 212122p v p v +=+ 根据连续性方程,截面1和2上的截面积A 1和A 2与流体流速v 1和v 2的关系式为 所以 ])(1[)(2212212A A p p v --= ρ 通过管子的流体流量为 ] )(1[)(22 1 22 12A A p p A Q --=ρ )(21p p -用U 形管中液柱表示,所以 074.0))15 .01.0(1(10)1011055.13(2.081.92)1.0(4])(1[)(22 2 2 3332 212'2 =-??-????=--?=πρρρA A h g A Q (m 3/s) 式中 ρ、'ρ——被测流体和U 形管中流体的密度。 如图6-3—17(a)所示,为一连接水泵出口的压力水管,直径d=500mm ,弯管与水准的夹角45°,水流流过弯管时有一水准推力,为了防止弯管发生位移,筑一混凝土镇墩使管道固定。若通过管道的流量s ,断面1-1和2-2中心点的压力p1相对=108000N/㎡,p2相对=105000N/㎡。试求作用在镇墩上的力。 [解] 如图6—3—17(b)所示,取弯管前後断面1—1和2-2流体为分离体,现分析分离体上外力和动量变化。 图 虹吸管
一、名词解释 1 流体:能够流动的物体。不能保持一定的形状,而且有流动性。 2 脉动现象:在足够时间内,速度始终围绕一平均值变化,称为脉动现象。 3 水力粗糙管:管壁加剧湍流,增加了流体流动阻力,这类管称为水力粗糙管。 4 牛顿流:符合牛顿粘性定律的流体。 5 湍流:流体流动时,各质点在不同方向上做复杂无规则运动,相互干扰的运动。这种流动称为湍流。 6 流线:在同一瞬时,流场中连续不同位置质点的流动方向线。 7 流管:在流场内取任意封闭曲线,通过该曲线上每一点,作流线,组成的管状封闭曲面,称流管。 8 边界层:流体通过固体表面流动时,在紧靠固体表面形成速度梯度较大的流体薄层称边界层。 9伪塑性流:其特征为(),当n v 1时,为伪塑型流。 10 非牛顿流体:不符合牛顿粘性定律的流体,称之为非牛顿流体,主要包括三类流体。 11宾海姆塑流型流体:要使这类流体流动需要有一定的切应力I时流体处于固结状态,只有当切应力大于I时才开始流动。 12 稳定流:运动参数只随位置改变而与时间无关,这种流动就成为稳定流。 13非稳定流:流场的运动参数不仅随位置改变,又随时间不同而变化,这种流动就称为非稳定流。 1 4迹线:迹线就是流体质点运动的轨迹线,特点是:对于每一个质点都有一个运动轨迹,所以迹线是一族曲线,而且迹线只随质点不同而异,与时间无关。 16 水头损失:单位质量(或体积)流体的能量损失。 17 沿程阻力:它是沿流动路程上由于各流体层之间的内摩擦而产生的流动阻力,也叫摩擦阻力。 18 局部阻力:流体在流动中因遇到局部障碍而产生的阻力。 19脉动速度:脉动的真实速度与时均速度的差值成为脉动速度。 20 时均化原则:在某一足够长时间段内以平均值的速度流经一微小有效断面积的流体体积,应该等于在同一时间段内以真实的有脉动的速度流经同一微小有效断面积的流体体积。 21 热传导:物体各部分之间不发生相对位移时,依靠分子、原子及自由电子等微观粒子的热运动进行的热量传递称为热传导。 22 对流:指流体各部分之间发生相对位移,冷热流体相互惨混所引起的热量传递方式。 23 热辐射:物体因各种原因发出辐射能,其中因热的原因发出辐射能的现象称为热辐射。 24 等温面:物体中同一瞬间相同温度各点连成的面称为等温面。 25 温度梯度:温度场中任意一点沿等温面法线方向的温度增加率称为该点的温度梯度。 26 热扩散率:(),热扩散率与热导率成正比,与物体的密度和比热容c 成反比。它表征了物体内热量传输的能力。 27 对流换热:流体流过固体物体表面所发生的热量传递称为对流换热。 28 黑体:把吸收率为1 的物体叫做绝对黑体,简称黑体。 29 灰体:假定物体的单色吸收率与波长无关,即吸收率为常数,这种假定物体称之为灰体。 30 辐射力的单位:辐射力是物体在单位时间内单位表面积向表面上半球空间所有方向发射 的全部波长的总辐射能量,记为E,单位是W/ m2o 31 角系数:我们把表面1 发射出的辐射能落到表面2 上的百分数称为表面1 对表面2的角系数。 32质量溶度:单位体积的混合物中某组分的质量。 33摩尔溶度:单位体积混合物中某组分的物质的量。 34空位扩散:气体或液体进入固态物质孔隙的扩散。 35自扩散系:指纯金属中原子曲曲折折地通过晶格移动。36互扩散系数:D D i x2 D2x-,式中 D称为互扩散系数。
1.d 2.c 3.a (题目改成单位质量力的国际单位) 4.b 5.b 6.a 7.c 8.a 9.c (不能承受拉力) 10.a 11.d 12.b(d 为表现形式) 13. 解:由体积压缩系数的定义,可得: ()()69 669951000101d 15101/Pa d 1000102110 p V V p β----?=-=-?=??-? 14. 解:由牛顿内摩擦定律可知, d d x v F A y μ= 式中 A dl π= 由此得 d 8.57d x v v F A dl N y μμπδ ==≈
1.a 2.c 3.b 4.c 5. 解: 112a a p p gh gh gh p ρρρ=++=+汞油水 12 2 2 0.4F gh gh d h m g ρρπρ++?? ??? ==油水 (测压计中汞柱上方为标准大气压,若为真空结果为1.16m ) 6.解:(测压管中上方都为标准大气压) (1) ()()13121a a p p g h h g h h p ρρ=+-=-+油水 ρ=833kg/m 3 (2) ()()13121a a p p g h h g h h p ρρ=+-=-+油水 h 3=1.8m. 220.1256m 2 D S π== 31=Sh 0.12560.50.0628V m =?=水 ()331=S 0.1256 1.30.16328V h h m -=?=油 7.解:设水的液面下降速度为为v ,dz v dt =- 单位时间内由液面下降引起的质量减少量为:2 4 d v πρ 则有等式:2 24 d v v πρ =,代入各式得: 20.50.2744 dz d z dt πρ-=整理得: 12 0.5 2 0.2740.2744 t d z dz dt t πρ --==??
1、什么是连续介质,在流体力学中为什么要建立连续介质这一理论模型? 答:(1)连续介质是指质点毫无空隙的聚集在一起,完全充满所占空间的介质。 (2)引入连续介质模型的必要性:把流体视为连续介质后,流体运动中的物理量均可以看为空间和时间的连续函数,就可以利用数学中的连续函数分析方法来研究流体运动,实践表明采用流体的连续介质模型,解决一般工程中的流体力学问题是可以满足要求的。 1-9 一只某液体的密度为800kg/,求它的重度及比重。 解: 重度:γ=ρg=800*9.8=7840kg/(˙) 比重:ρ/=800/1000=0.8 注:比重即相对密度。液体的相对密度指该液体的密度与一个大气压下4℃水的密度(1000kg/)之比---------------------------------------------课本p4。 1-11 设烟气在标准状态下的密度为1.3kg/m3,试计算当压力不变温度分别为1000℃和1200℃时的密度和重度 解:已知:t=0℃时,0=1.3kg/m3,且= 则根据公式 当t=1000℃时,烟气的密度为 kg/m3=0.28kg/m3烟气的重度为 kg/m3=2.274kg/m3 当t=1200℃时,烟气的密度为 kg/m3=0.24kg/m3烟气的重度为 kg/m3=2.36kg/m3
1—6 答:绝对压强:以绝对真空为起点计算的压力,是流体的实际,真实压力,不随大气压的变化而变化。 表压力:当被测流体的绝对压力大于外界大气压力时,用压力表进行测量。压力表上的读数(指示值)反映被测流体的绝对压力比大气压力高出的数值,称为表压力。既:表压力=绝对压力-大气压力真空度:当被测流体的绝对压力小于外界大气压力时,采用真空表测量。真空表上的读数反映被测流体的绝对压力低于大气压力的差值,称为真空度。既:真空度=︱绝对压力-大气压力︱=大气压力-绝对压力 1-8 1 物理大气压(atm)= 760 mmHg = 1033 2 mm H2O 1 物理大气压(atm) = 1.033 kgf/cm 2 = 101325 Pa 1mmH20 = 9.81 Pa 1-21 已知某气体管道内的绝对压力为117kPa,若表压为70kPa,那么该处的绝对压力是多少(已经当地大气压为98kPa),若绝对压力为68.5kPa 时其真空度又为多少? 解:P 绝=P 表+P 大气 =70kPa+98kPa =168kPa P 真=-(P 绝-P 大气) =-(68.5kPa-98kPa) =29.5kPa 1、气体在什么条件下可作为不可压缩流体? 答:对于气体,在压力变化不太大(压力变化小于10千帕)或流速
第5章 热量传输的基本概念及基本定律 5-1 一块厚50mm 的平板,两侧表面分别维持在3001=w T ℃,1002=w T ℃。试求下列条件下导热的热流密度:(1)材料为铜,)/(389 C m W ?=λ;(2)材料为灰铸铁,)/(8.35 C m W ?=λ;(3)材料为铬砖,)/(04.5 C m W ?=λ。 解 参见式(5.6)有 dx dT q λ -= 在稳态导热过程中,垂直于x 轴的任一截面上的热流密度是相等的,即q 是常量。将上式分离变量并积分得 ? ?-=2 1 w w T T dT dx q δ 21 w w T T T qx λδ -= 于是 δ λ δ λ2 121) (w w w w T T T T q -=--= 这就是当导热系数为常数时一维稳态导热的热流密度计算式。将已知数值代入该式,得 铜 2 6 /1056.105.010*******m W q ?=-?= 灰铸铁 2 5 /10 43.105.01003008.35m W q ?=-?= 铬砖 2 4 /10 02.205 .010030004.5m W q ?=-? = 5-2 一块温度127℃的钢板。 (1)已知钢板的发射率8.0=ε,试计算钢板发射的热流密度(即单位面积发射出的辐射热流量)。 (2)钢板除本身发射出辐射能散热外,还有什么其它散热方式? (3)已知)/(702C m W h ?=,钢板周围的空气温度为27℃,试求自然对流散热的热流密度。 解 (1)按式(5.15),钢板发射出的热流密度为 2 4 8 4 0/1160) 127273(10 67.58.0m W T A q =+???==Φ= -εσ (2)还有自然对流散热方式。 (3)自然对流散热按牛顿冷却公式(5.11)计算 2 /700)27127(7)(m W T T h q f w =-?=-=
第一章习题参考答案(仅限参考) 1.d 2.c 3.a(题目改成单位质量力的国际单位) 4.b 5.b 6.a 9. c (不能承受拉力)10.a 11.d 12.b(d为表 现形式) 13?解:由体积压缩系数的定义,可得: 14?解:由牛顿内摩擦定律可知, A f dl ■ dVx . v F = J A x - Ldl — : 8.57N 7.c 8.a 1 dV V dp 1 995 — 1000 103 1000 10“__106__ -5 10^1/Pa 式中 由此得 dy
dy &
第二章参考习题答案(仅限参考)1.a 2.c 3.b 4.c 5?解:P厂P a ‘油g0 、水gh?二'汞gh P a 兀h =—F p 7油gh< ?水gh, 2 r d =0.4m Pg (测压计中汞柱上方为标准大气压,若为真空结果为1.16m )
6?解:(测压管中上方都为标准大气压) (1)P l = P a '油g h3 - ?水 g ?-h i P a 3 p =833kg/m3 (2)P 厂P a '油g % 一0 二 ^水g h, - h l P a h3=1.8m. D2 2 S 0.1256m 2 V水=S0 =0.1256 0.5 = 0.0628m3 V由=S h^h^ 7-0.1256 1.^0.16328m3 7 ?解:设水的液面下降速度为为dz V, V =-一 dt 3T 单位时间内由液面下降引起的质量减少量为:V「一 4 则有等式:v^2",代入各式得: 4 豈汙巾274」5整理得: -P 二 d2 1 t z°5dz=0.274 dt =0.274t 2 0
第2章 流体静力学 【题2-1】如图2-1所示,一圆柱体,1.0m d =质量,50kg m =在外力 N F 520=的作用下压进容器中,当m h 5.0=时达到平衡状态。求测压管 中水柱高度H=? 图2-1 题2-1示意图 解 γπ?+=+)(4 2 h H d mg F m h d mg F H 6 .125.081 .99981.04040 4)(22=-???=-???+= πγπ 【题2-2】两个容器A 、B 充满水,高度差为a 。为测量它们之间的压强差,用顶部充满油的倒U 形管将两个容器相连,如图2-2所示。已知油的密度。油m a m h m kg 1.0,1.0,/9003===ρ求两容器中的压强差。 图2-2 题2-2示意图 解 :(略)
参考答案:Pa p p B A 1075 =- 【题2-3】如图2-3所示,直径m d m D 3.0,8.0==的圆柱形容器自重1000N ,支撑在距液面距离m b 5.1=的支架上。由于容器内部有真空,将水吸入。若,9.1m b a =+求支架上的支撑力F 。 图2-3 题2-3示意图 解: 略 【题2-4】如图2-4所示,由上下两个半球合成的圆球,直径d=2m,球中充满水。当测压管读数H=3m 时,不计球的自重,求下列两种情况下螺栓群A-A 所受的拉力。 (1) 上半球固定在支座上; (2) 下半球固定在支座上。 图2-4 题2-4示意图 解 :略 【题2-5】矩形闸门长1.5m,宽2m(垂直于图面),A 端为铰链,B 端连在一条倾斜角045=α的铁链上,用以开启此闸门,如图2-5所示。
第一章 1-9解 3/78408.9800m N g =?==ργ 8.01000 800 =比重 1-10解 3 3 /kg 1358010 5006790m V m =?== -ρ 3/1330848.913580m N g =?==ργ 1-11解 273 10 t t += ρρ 31000/279.027******* .1m kg =+ = ρ 31200/241.0273 120013 .1m kg =+ = ρ 或 RT P =ρ C R p T == ρ 221100T T T ρρρ== 31 01/279.01000 273273 3.1m kg T T =+?= = ρρ 32 02/241.01200 273273 3.1m kg T T =+?= = ρρ 1-12解 T V V V P T V V t V ?-=? ? ? ????= 1111α 423.1200 273400 2731212=++==T T V V
增大了0.423倍。 1-13解 ?? ? ?? +=27310t v v t s m t v v t /818.5273 90027325 27310=+= ? ? ? ??+= 1-14解 RT P =ρ K m K mol J K mol L atm K s m T P R /27.29/31.8/082.0/05.287273 293.110132522=?=??=?=?== ρ 1-15解 RT P = ρ ()33 111/774.020*********.65m kg RT P =+??==ρ () 33 222/115.137273287102.99m kg RT P =+??==ρ 1-20解 dP dV V P 1- =α 7 9 0210210 5.0%1?=?= -=-P P dP 1-18解 2 2 2111T V P T V P = 2.020 27379273100792.610032.15 5122112=++???=?=T T P P V V 111128.02.0V V V V V V -=-=-=? 体积缩小了0.8倍。 1-19解 C PV k = nRT PV =
此文档下载后即可编辑 第一章 流体的主要物理性质 1-1何谓流体,流体具有哪些物理性质? 答:流体是指没有固定的形状、易于流动的物质。它包括液体和气体。 流体的主要物理性质有:密度、重度、比体积压缩性和膨胀性。 1-2某种液体的密度ρ=900 Kg /m 3,试求教重度y 和质量体积v 。 解:由液体密度、重度和质量体积的关系知: )m /(88208.9900g 3N V G =*=== ργ ∴质量体积为)/(001.013kg m ==ρν 1.4某种可压缩液体在圆柱形容器中,当压强为2MN /m 2时体积为995cm 3,当压强为1MN /m 2时体积为1000 cm 3,问它的等温压缩率k T 为多少? 解:等温压缩率K T 公式(2-1): T T P V V K ????????-=1 ΔV=995-1000=-5*10-6m 3 注意:ΔP=2-1=1MN/m 2=1*106Pa 将V=1000cm 3代入即可得到K T =5*10-9Pa -1。 注意:式中V 是指液体变化前的体积 1.6 如图1.5所示,在相距h =0.06m 的 两个固定平行乎板中间放置另一块薄 板,在薄 板的上下分别放有不同粘度的油,并且 一种油的粘度是另一种油的粘度的2 倍。当薄板以匀速v =0.3m/s 被拖动时, 每平方米受合力F=29N ,求两种油的粘度各是多少? 解:流体匀速稳定流动时流体对板面产生的粘性阻力力为
Y A F 0 y x νητ== 平板受到上下油面的阻力之和与施加的力平衡,即 h h F 0 162/22/h νηνηνητ=+==合 代入数据得η=0.967Pa.s 第二章 流体静力学(吉泽升版) 2-1作用在流体上的力有哪两类,各有什么特点? 解:作用在流体上的力分为质量力和表面力两种。质量力是作用在流体内部任何质点上的力,大小与质量成正比,由加速度产生,与质点外的流体无关。而表面力是指作用在流体表面上的力,大小与面积成正比,由与流体接触的相邻流体或固体的作用而产生。 2-2什么是流体的静压强,静止流体中压强的分布规律如何? 解: 流体静压强指单位面积上流体的静压力。 静止流体中任意一点的静压强值只由该店坐标位置决定,即作用于一点的各个方向的静压强是等值的。 2-3写出流体静力学基本方程式,并说明其能量意义和几何意义。 解:流体静力学基本方程为:h P h P P P Z P Z γργ γ+=+=+=+002211g 或 同一静止液体中单位重量液体的比位能 可以不等,比压强也可以不等,但比位 能和比压强可以互换,比势能总是相等的。 2-4如图2-22所示,一圆柱体d =0.1m ,质量 M =50kg .在外力F =520N 的作用下压进容 器中,当h=0.5m 时达到平衡状态。求测压管 中水柱高度H =? 解:由平衡状态可知:)()2/()mg 2 h H g d F +=+ρπ( 代入数据得H=12.62m
东北大学本科课程教学大纲 课程名称:冶金工程概论 开课单位:材料与冶金学院 制订时间:2004年3月 修订时间:2013年3月
《冶金工程概论》课程教学大纲一.课程基本信息
二.内容结构 基于《冶金工程概论》课程性质,依照东北大学冶金人才培养目标,设计《冶金工程概论》课程
内容,共6章、24学时(其中2学时“职业发展规划”内容,此处未列入),具体分配如下:第一章走进冶金行业(4学时),介绍冶金行业的特点及培养冶金人才知识结构,介绍钢铁生产的现状、最新前沿研究及热点问题,介绍冶金史、历史重要人物及事件。本章的主要内容结构为: 1.1 冶金专业的选择与设置 1.1.1我们为什么选择冶金专业 1.1.2 为何设置冶金专业 1.1.3 合格的冶金工程师是什么样 1.2 怎样走进冶金领域 1.2.1 我们怎样走进冶金领域 1.2.2 在冶金领域我们应该做什么 1.3 学习冶金的任务及目的 1.4 冶金史 1.4.1 冶金工艺的发展历史:过去、现在、将来 1.4.2 我国古代和当代钢铁冶金的地位 第二章钢铁冶金概述(5学时),介绍钢铁冶炼的基本原理、工艺流程、主要设备及新一代钢铁冶金流程。本章的主要内容结构为: 2.1 钢铁冶金流程概述 2.1.1 高炉炼铁-转炉炼钢流程 2.1.2 废钢电炉炼钢流程 2.1.3 非高炉-电炉炼钢流程 2.2 高炉炼铁 2.2.1 高炉炼铁基本任务 2.2.2 高炉炼铁系统 2.2.3 高炉内的主要物理化学过程 2.3 铁水预处理 2.3.1 铁水预处理基本任务 2.3.2 铁水预处理设备及处理剂 2.4 转炉炼钢 2.4.1 转炉炼钢基本任务 2.4.2 转炉内的主要物理化学过程 2.5 电炉炼钢
第9、10章 质量传输基本概念 题1、由O 2(组分A)和CO 2(组分B )构成的二元系统中发生一维稳态扩散。已知 ,/0003.0,/0017.0,/0622.0,/0207.033s m u s m u m kmol c m kmol c B A B A ====试计 算:(1)。n n n N N N u u B A B A m ,,)3(;,,)2(;, 解:(1) 3 3 3B 3A /0829.00622.00207.0/399.3737.2662.0/737.2440622.0/6624.0320207.0m kmol c c c m kg m kg M c m kg M c B A B A B B A A =+=+==+=+==?====?==ρρρρρ 则 s m u u u B B A A /10727.5)0003.0737.20017.0662.0(399 .31 )(1 4-?=?+?= += ρρρ s m u c u c c u B B A A m /10496.6)0003.00622.00017.00207.0(0829 .01)(14-?=?+?=+= (2))/(10519.30017.00207.025s m kmol u c N A A A ??=?==- )/(10866.10003.00622.025s m kmol u c N B B B ??=?==- 则 )/(10385.510866.110 519.32555 s m kmol N N N B A ??=?+?=+=--- (3) )/(10125.10017.0662.02 3 s m kg u n A A A ??=?==-ρ )/(10211.80003.0737.22 4 s m kg u n B B B ??=?==-ρ 则 )/(10946.12 3 s m kg n n n B A ??=+=- 题2、在101.3Kpa,52K 条件下,某混合气体各组分的摩尔分数分别为:CO 2为0.080; O 2为0.035; H 2O 为0.160;N 2为0.725。各组分在z 方向的绝对速度分别为:2.44m/s;3.66m/s;5.49m/s;3.96m/s 。试计算: (1)混合气体的质量平均速度u;(2)混合气体的摩尔平均速度u m ;(3)组分CO 2的质量通量;2CO j (4)组分CO 2的摩尔通量。2CO J 解:已知 28 /96.3725 .018/49.516.032/66.3035.044/44.208.0222222222222============CO CO N CO CO HO CO CO O CO CO CO M s m v x M s m v x M s m v x M s m v x
第一章 流体的主要物理性质 1-1何谓流体,流体具有哪些物理性质? 答:流体是指没有固定的形状、易于流动的物质。它包括液体和气体。 流体的主要物理性质有:密度、重度、比体积压缩性和膨胀性。 2、在图3.20所示的虹吸管中,已知H1=2m ,H2=6m ,管径D=15mm ,如果不计损失,问S 处的压强应为多大时此管才能吸水?此时管内流速υ2及流量Q 各为若干?(注意:管B 端并未接触水面或探入水中) 解:选取过水断面1-1、2-2及水平基准面O-O 1-1面(水面)到2-2面的贝努利方程 再选取水平基准面O ’-O ’, 列过水断面2-2及3-3的贝努利方程 (B) 因V2=V3 由式(B)得 图3.20 虹吸管 g p H g p a 22022 2121υ γ υ γ + + =+ + g p p a 22222υ γ γ + + =g p g p H H a 202)(2322 221υγυ γ+ +=+++g g p 2102823222υ υ γ + =+ + ) (28102水柱m p =-=γ ) (19620981022a p p =?=) /(85.10)410(8.92)2( 222s m p p g a =-?=-- =γ γ υ
) /(9.1)/(0019.085.104 )015.0(32 22s L s m A Q ==??= =πυ
5、有一文特利管(如下图),已知d 1 =15cm ,d 2=10cm ,水银差压计液面高差?h =20cm 。若不计阻力损失,求常温(20℃)下,通过文氏管的水的流量。 解:在喉部入口前的直管截面1和喉部截面2处测量静压力差p 1和p 2,则由式 const v p =+22ρ可建立有关此截面的伯努利方程: ρ ρ22 212122p v p v +=+ 根据连续性方程,截面1和2上的截面积A 1和A 2与流体流速v 1和v 2的关 系式为 2211v A v A = 所以 ])(1[)(2212212A A p p v --= ρ 通过管子的流体流量为 ] )(1[) (22 1 2212A A p p A Q --=ρ )(21p p -用U 形管中液柱表示,所以 074.0) )15.01.0(1(10)1011055.13(2.081.92)1.0(4])(1[)(22 2 2 3332212'2 =-??-????=--?=πρρρA A h g A Q (m 3 /s) 式中 ρ、'ρ——被测流体和U 形管中流体的密度。
第8章 辐射换热 题1、试分别计算温度为2000K 和5800K 的黑体的最大单色辐射力所对应的波长m λ。 解:根据 K m T m ??≈?=--3 3109.2108976.2λ 时, K T 2000=m m μλ45.12000109.23 =?=- 时, K T 5800=m m μλ50.05800 109.23 =?=- 题2、试分别计算30℃和300℃黑体的辐射力。 解:30℃时,2 4 11/4781003027367.5100m W T C E b b =??? ??+?=?? ? ??= 300℃时,2 4 22 /612210030027367.5100m W T C E b b =??? ??+?=?? ? ??= 题3、人体的皮肤可近似按灰体处理,假定人体皮肤温度为35℃,发射率, 0.98=ε求人体皮肤的辐射力。 解:略)/500(2 m W E = 题4、液氧储存容器为下图所示的双壁镀银夹层结构。已知镀银夹层外壁温度 ,C 20T W1?=内壁温度,C -183T W2?=镀银壁的发射率, 0.02=ε试求容器壁每单位面积的辐射换热量。 题4示意图 液氧储存容器 解:因为容器夹层的间隙很小,本题可认为属于无限大平行平板间的辐射换热问题。先算得两表面的绝对温度 293K 27320T W1=+=
90K 273-183T W2=+= 容器壁单位面积的辐射换热量可用式(8.16)计算 [] 2442142 4112/18.4102 .0102.019.093.267.511110010067.5m W T T q W W =-+-?=-+?? ????????? ??-??? ??=εε 题5、在金属铸型中铸造镍铬合金板铸件。由于铸件凝固收缩和铸型受热膨胀,铸件和铸型形成厚1mm 的空气隙。已知气隙两侧铸型和铸件的温度分别为300℃和600℃,铸型和铸件的表面发射率分别为0.8和0.67。试求通过气隙的热流密度。已知空气在450℃时的。 )/(0.0548W C m ??=λ 解:由于气隙尺寸很小,对流难以发展而可以忽略,热量通过气隙依靠辐射换热和导 热两种方式。 辐射换热量可用式(8.16)计算 2 4421424112/1540018 .0167.0110027330010027360067.511110010067.5m W T T q =-+?? ????????? ??+-??? ??+?=-+??????????? ??-??? ??= εε 导热换热量可用式(6.12)计算 2/16400)300600(001 .00548 .0m W T q =-?=?= δλ 通过气隙的热流密度=15400+16400=31800 W/m 2 题6、为了减少铸件热处理时的氧化和脱碳,采用马弗炉间接加热铸件。这种炉子有马弗罩把罩外的燃气与罩内的物料隔开,马弗罩如下图所示。已知马弗罩的温度,800T 1C ?=罩内底架上平行放置一块被加热的1m 长的金属棒材,棒材截面为50mm ×50mm,棒材表面发射率。 0.70=ε试求金属棒材温度C ?=004T 2时马弗罩对棒材的辐射换热量。 题6示意图 马弗炉内加热物料示意图 1—马弗罩; 2—被加热物料
1.牛顿黏性定律的物理意义说明流体所产生的黏性力的大小与流体的 ()和()成正比,并与流体的黏性有关。 2.()以流场中某一空间点作研究对象,分析该点以及该点与其他 点之间物理量随()的变化过程来研究流体运动情况的。 3.按照流体流速、压力、密度等有关参数是否随时间而变化,可以将流体分为 ()和()。 4.流体密度的倒数称为流体的();气体重度γ与密度ρ的关系为 ()。 5.流体包括液体和气体,流体具有流动性、()和()。 6.超出大气压力的那部分压力称之为相对压力,一般测压仪表都是测定相对压 力的,则又称为(),当相对压力为负值时称为负压,其差值的绝对值称为(),而()是以绝对真空作零压而计算的。7.实际流体的动量平衡微分方程,又称纳维尔-斯托克斯方程,是() 定律,即动量守恒定律在流体流动现象中的应用,当 =0时,可简化为理想流体的动量平衡方程,亦称()方程;理想流体微小流束单位质量流体的伯努利方程可写成()=常数; 质量守恒定律在流体力学中的具体表现形式为()方程。 8.水平圆管层流条件下,截面平均流速为管中心流速的()。 9.()以流场中某一空间点作研究对象,分析该点以及该点与其他 点之间物理量随()的变化过程来研究流体运动情况的。10.雷诺准数的定义式或表达式Re=()或(),其物理意义 反映了流体流动过程中()的相对大小。 11.流态化现象中,随流体流速由小到大的变化,床层出现三个不同阶段,即 ()阶段、()阶段和()阶段。 12.流体流动时,由于外部条件不同,其流动阻力与能量损失可分为局部阻力损 失和沿程阻力损失两种形式,沿程阻力损失也称作()损失。 13.压缩性气体流动能量转换关系具有显著特点,当流速增大,流体() 减少时,会引起温度相应地降低。 14.作用在流体上的力可分为两大类:()、质量力或体积力。 15.准数是指几个有内在联系的物理量按无量纲条件组合起来的数群,它既反映 所含物理量之间的内在联系,又能说明某一现象或过程的()。
冶传第一章习题答案 1-1如图,质量为1.18×102㎏的平板尺寸为b×b=67×67㎝2,在厚δ=1.3 ㎜的油膜支承下以u=0.18m/s 匀速下滑,问油的粘度系数为多少? 解:如图所示: 2324 sin 5 1.18109.81 1.310sin 137.16/6767100.18 F u A F mg mg N s m Au μδ θθδ μ--==??? ??∴= =??? 1-2一平板在距另一平板2㎜处以0.61m/s 的速度平行移动,板间流 体粘度为 2.0×10-3N·s/m 2,稳定条件下粘性动量通量为多少?粘性力又是多少?两者方向如何?以图示之。 解:粘性动量通量τ与粘性切应力'τ大小相等 τ='τ= 31230.61 2.010 6.110/210 F u N m A d μ---==??=??
1-3圆管中层流速分布式为)1(22 R r u u m x -=求切应力在r 方向上的分布, 并将流速和切应力以图示之。 解:2222x m m du F r r u u A dr R R τμμμ= ==-= 1-4 221/0.007/T m cm s ρν==,的水在水平板上流动,速度分布为 33(/)x u y y m s =-求: (1) 在1x x =处板面上的切应力; (2) 在11x x y mm == ,处于x 方向有动量通量存在吗?若有,试 计算其值。 (3) 在11x x y mm == ,处的粘性动量通量。 'τ τ 快板 慢板 快流层 u
解:(1) 2) 40 32 (330.0071010003 2.110/y x y du F y A dy N m τρυρυ=-=-= ==-=???=? (2)3 310310/0x y u m s --=?≠ ∴在x=x 1,y=1mm 处于x 方向有动量通量存在 232321000(310)9.010/x x p x Au tu mv u N m ρτρ--???= ==??=? (3)粘性动量通量 433 '210 10000.007103 2.110/x y F A du N m dy ρυτ---===???=? 1-5如上题,求x=x 1,y=1m 处两种动量通量,并与上题相比较。 解:当x=x 1,y=1m 时, 动量通量 232321000(311) 4.010/p x u N m τρ==??-=? 粘性动量通量 '42 1 10000.00710(33)0/x y du F N m A dy τρυ-====???-= 1-6在间距为3㎝的平行板正中有一极薄平板以3.0m/s 的速度移动,两间隙间为两种不同粘性的流体,其中一流体的粘度为另一流体粘度的两倍,已测知极薄平板上、下两面切应力之和为44.1N/㎡,在层流及速度线性分布条件下,求流体的动力粘度。 解:设一流体粘度为1μ,另一流体粘度为2μ,且212μμ= 由题意可知 21 44.1u u y y μμ+= 又3/u m s =,232 10m y -=?
“冶金传输原理”课程的教学改革与实践 [摘要]文章针对应用型冶金工程专业人才培养的特点,总结了其主干专业基础课程“冶金传输原理”的教学内容、教学方法、教学手段和考试方法改革的经验,以期对应用型工艺性本科专业的专业基础课程的教学改革提供参考。 [关键词]“冶金传输原理”课程教学改革 “冶金传输原理”课程是冶金工程专业主要的专业基础课程,是在学生学完高等数学和大学物理课程后开设的必修课程。该课程旨在使学生掌握冶金传输理论的基本概念、基本定律和基本解析方法,理解冶金生产过程和改进生产工艺的传输理论基础,同时使学生具备初步分析和解决冶金生产工艺过程中的实际问题的能力,为今后的专业学习奠定基础。紧扣专业培养目标,针对应用型冶金工程专业人才的特点,重庆科技学院(以下简称“我校”)对该课程进行了全面改革,具体涉及教学内容、教学方法、教学手段和考试方法等方面。 一、应用型冶金工程专业人才培养目标与定位 冶金工程专业培养拥护党的基本路线,德、智、体、美全面发展,基础扎实,知识面宽,具有创新精神和实践能力,知识、能力、素质协调统一,能适应冶金行业科技及生产发展需要,能够从事科学研究、技术开发、工艺及设备设计、冶金生产技术管理等工作的高级应用型工程技术专门人才。 在人才培养定位上,重点大学的冶金工程专业,如北京科技大学、东北大学、重庆大学等学校培养的毕业生在技术研究与开发方面的能力较强。但冶金工业作为一个庞大的基础原材料行业,也需要大量的既有一定的技术研发后劲、又有较强的技术应用能力的应用型高级技术人才。目前在众多冶金企业的生产组织、经营与管理工作中,还需要大量的冶金工程专业人才去充实。因此,在冶金工程专业的办学实践中,我们既要强化学生的基础理论知识,又要注重学生的专业技术应用和解决工程实际问题能力的培养,也就是说,我们所要培养的是能在冶金领域从事生产、设计、科研及管理工作的应用型人才。 二、紧扣专业培养目标,合理设计教学内容
第7章 对流换热 题7-1 一个大气压下20℃的空气,以1.5m/s 的速度流过温度为100℃的平面炉墙表面,炉宽1.0m,长2.0m ,若不计自然对流影响,求炉墙的对流换热量。已知在60℃下空气的有关物性为 696.0Pr );/(10 90.2;/10 97.182 26 =???=?=--C m W s m λν 解:C T T T W f m ?=+= += 60)20100(2 1)(2 1 对长L=2.0m 的平板,有 5 5 6 010510 58.110 97.180.25.1Re ?=??= =-ν L v L 层流 由 315.0Pr Re 664.0=Nu 有 ) /(39.3) 1058.1(696 .00 .210 90.2664.0Re Pr 664.02 2 /153 /12 213 11 C m W l h x ??=????? ==----λ 于是传热热量为 W A T T h Q f W 4.5420.10.2)20100(39.3)(=??-?=-= 题7-2 一个大气压下24℃的空气,以60m/s 的速度流过温度为216℃的平面炉墙表面,炉宽1.0m,长0.4m ,若不计辐射换热,求炉墙的对流换热量。已知在120℃下空气的有关物性为 686.0Pr );/(10 34.3;/10 45.252 26 =???=?=--C m W s m λν 解:C T T T W f m ?=+= += 120)24216(2 1)(2 1 所以,对长L=0.4m 的平板有 5 5 6 010510 43.910 45.254.060Re ?>?=??= =-ν l v L 湍流 从而有 1196686 .0]871)1043.9(037.0[Pr )871Re 037.0(3 /18 .053 18 .0=?-?=-=Nu )/(9 .994.0/10 34.31196/2 2 C m W l Nu h ??=??==-λ 于是传热热量为 W A T T h Q f W 32.76720.14.0)24216(9.99)(=??-?=-= 题7-3 水在内径d=0.03m 、长度m l 0.2=的水平直管中流动,管内水流速, /04.0s m u =