05级三传冶金传输原理试卷试题B答案.doc

冶金工程冶金传输原理试题（B）一、 名词解释（每题2分，共16分）1. 层流流体质点在流动方向上分层流动，各层互不干扰和掺混，这种流线呈平等状态的流动称为层流。2. 表面力作用于流体微元界面（而非质点）上的力，该力与作用面的大小成比例3. 粘性系数表征流体变形的能力，由牛顿粘性定律所定义的系数：,速度梯度为1时，单位面积上摩擦力的大小。4. 热通量与传质通量：单位时间内通过单位面积的热量称为热通量；单位时间通过单位面积的物质量称为传质通量。5. 温度梯度：在温度场中某点P的温度梯度定义为该点所在等温面或等温线法线方向，单位长度上的温度增量。6. 修伍德准数的表达式：7. 傅立叶准数的物理意义：，傅立叶准数又称时间准数，表征不稳态传热趋于稳态的程度，或者说是不稳态传热进行的时间与由不稳态传热达到稳态所用总时间之比。8. 黑度（辐射率、发射率）：实际物体的辐射力与相同温度下黑体的辐射力之比称为物体的黑度，也叫发射率、辐射率。二、 填空题（每空1分，共19分）1. 一维圆管中水流的质量守恒表达式为 2. 伯努力方程的物理意义是 压 能、 动 能、 势 能总和守常。其积分式应用条件是 不可压缩 、 沿流线 、 稳态流 、 理想流体 、 只有重力场 。3. 如果动量传输微分方程可以写作，则热量传输微分方程可以写作（改为），质量传输微分方程可以写作。4. 影响流体对流给热系数的因素可以归结为四个方面。它们分别为：流体流速、流体的物性参数、流体温度 和和固体壁面的几何形状、尺寸。5. 一般说来，固体的导热系数 大于 （大于、等于、小于）液体，液体的导热系数 大于 （大于、等于、小于）气体；在固体中，通常金属的导热系数比非金属 大 （大、小、等于），结晶物质的导热系数要比非晶物质的导热系数 大 （大、小、等于）；大多数金属的导热系数随温度的升高而 降低 （升高、降低、不变）。三、 选择题（每题5分，共15分）1. 纳维尔-斯托克斯方程表达式正确的为 D 。A. B. C D 2. 如果半无限厚、无限大平壁的温度分布可写作，有限厚、无限大平板的温度分布可写作，无限长圆柱体的温度分布可写作，那么，一个半无限长圆柱体内的温度分布式可写作 c 。a. ABb. BCc. ACd. ABC3. 现有两种保温材料，要敷设在外径为0.025m的管道外层保温。已知保温材料的导热系数l0.135 J/sm，保温材料的导热系数l0.090J/sm，保温层外表面与空气的对流给热系数h9 J/sm2。那么，不管敷设厚度如何，只要敷设， f 能对管道起到保温作用。e. 保温材料f. 保温材料g. 保温材料和两者都h. 保温材料和两者都不四、 简答题（每题5分，共20分）1. 纳维尔-斯托克斯方程和欧拉方程的应用条件各是什么？N-S方程：不可压缩、物性守常、粘性流体欧拉方程：无粘流体2. 什么是速度边界层,边界层的提出有何意义?指在靠近边壁处速度存在明显差异的一层流体，即从速度为零到0.99倍的地方称为速度边界层。提出后对于湍流流动可分为主流区（无粘流动）和边界层流动，据各自方程可求速度，使原本不可求的流动问题可解。3. 在室内温度相同、穿着相同的条件下，为什么冬天的室内比夏天的室内让人感觉更冷？答：是因为人体与墙壁辐射换热的作用。室内气温相同、穿着相同的条件下，人的体温大致相同。但冬天的墙壁温度要低于夏天的墙壁温度，冬天人体通过辐射换热传给墙壁的热量要比夏天的大，因此会使人感觉更冷4. 分子扩散传质与传导传热的联系与区别：两者都是依靠物体之间相接触时分子或原子（基本粒子）之间的热运动来实现的，在温度差和浓度差同时存在时，基本粒子之间的热运动可同时引起分子扩散传质和传导传热，这是他们之间的联系。区别是分子扩散传质要发生宏观物质位移，而传导传热则没有或可以忽略。因此温度对分子扩散传质和传导传热的影响是不同的。五、 计算题（每题10分，共30分）1. 设静止液体中密度随深度h而增加，式中k为常数，为上液面密度，试据运动方程推导液体中压强随深度变化规律。2. 用热电偶测量钢水的温度。已知钢水的温度为1650，热电偶插入钢水前的温度为20。热电偶的接点可以看作是球形，直径d = 1mm，密度=7900kg/m3，等压比热Cp=420 J/(kg)，导热系数=50 W/(m)。热电偶接点与钢水的对流换热系数h = 3000 W/(m2)。已知“薄材”的无量纲温度计算公式为，求热电偶测得钢水温度为1648时所需的时间。解：首先判断热电偶是否为“薄材”。，满足“薄材”的条件，可以视为“薄材”。根据“薄材”的无量纲温度计算公式可知答：热电偶测得钢水温度为1648时所需的时间为1.24s。3. 原始含炭量为0.10%碳的低碳钢工件在950温度下表面渗碳，这时碳在钢中的平均扩散系数为D=3.010-11m2/s，若在渗碳气氛中使表面碳浓度w维持在1.5%，已知半无限厚平板分子扩散的浓度分布可表示为：。求：经过5小时后距表面1.0mm深度处的碳浓度。erf(0.50)0.52050 erf(0.52)0.53790 erf(0.54)0.55494erf(0.56)0.57162 erf(0.58)0.58792 erf(0.60)0.60386erf(0.62)0.61941 erf(0.64)0.63459 erf(0.66)0.64938erf(0.68)0.66378 er