传输原理考试复习题

1、填空题1、有某种液体，质量为m,其在x轴向的质量力可以表达为xm。2、流体的静压强方向是沿着作用面的内法线方向。3、连续流体中，流场中各点的流速方向沿流线在该点的切线方向。4. 绝对静止流体中的等压面形状为水平面5. 已知流体中某点的绝对压强为16米水柱，则该压强相当于156960Pa.6. 段粗管和一段细管串连输水，当流量由小变大的时候，细管中的流体将首先转变为湍流。7质量浓度梯度是扩散传质的动力，A组分的质量浓度梯度可以表达为。8、有运动粘性系数为25.45x10-6(m2/s)的空气，以60m/s的速度掠过长为m的平板表面。则速度边界层内的空气在平板尾部的流动状态是湍_流。9、某种流体的

2、动力粘性系数卩二0.005Pa-s，重度丫二8330N/m3，则该流体的运动粘性系数v二5.89x10-6m2/s。10、静止流体中，某点的压强各方向上大小相等11、辐射一换热过程中总是伴随着能量形式的转变。u管内壁温度为20°C。则流体与管内壁单位时间内单位面积上的对流换热量的表达式是10N九(W/m2)。15.流体中某点的压强为工程大气压，该压强值相当于Pa1/3时,流场Ux=ax3siny，二x2cosy才可以连续。17. 若有一灰体表面的黑度为，当其表面温度为227C时，辐射力的大小为W/m2。18. 当温度不变时,流体的体积随压强的变化而变化的特性称为流体的压缩性20.流场

3、中一条流线上某点的速度方向与流线在该点的切线重合。21流体流动可以分为两种流态，分别称为层流和湍流22.三维非稳态温度场中，温度的数学表达通式为T=f(x,y,z,t)23. 大多数物质的导热系数与温度的关系可认为是直线关系，其数学表达式为。24. 对流是指流体各部分间发生宏观相对位移时,冷热流体相互掺混所引起的热量传递现象。25. 物体单位时间内、单位表面积上辐射出去的全部波长范围的电磁波称为该物体在此温度下的辐射力26. 扩散传质中，质量传递的根本原因是因为浓度差不为零。27. 铸件时效过程中金属组织的均匀化过程属于扩散传质过程。28. 粘性是流体的各部分之间具有相对运动时，所表现出来的一

4、种性质。29. 质量力是作用在流体内部各质点上的力，是由加速度所产生的，其大小与质点的质量成正比。30. 绝对静止流体中的等压面形状为水平面31. 液体中一点的流体静压强在各个方向大小相等。32. 温度场中，某点的温度梯度方向与该点热流密度方向相反33. 若流体的温度不变时，流体的体积随压强的变化而变化的特性称为流体的压缩性性。34. 流体各部分间发生宏观相对位移时，冷热流体相互掺混所引起的热量传递现象称为对流35. 物体表面温度的大小会严重影响其其辐射力的大小。36. 毕托管是一种用于测量流体中某点流速一的仪器。37. 随着黑体温度的升高，其所辐射出去的射线中具有最大辐射力的波长会逐渐向短波

5、区靠近。38. 一流体和固体壁面进行对流换热，已知壁面温度恒为90°C,流体主流温度为40°C,且壁面与流体间的平均对流换热系数h为0.2W/(m2C)。则紧贴壁面处，单位时间、dT九=单位面积上层流底层的导热量drnn=010W/m2。39密度为P=100吨/m3,运动粘性系数为V=7X10-5m2/s)的水在一平板上流动(如图1)。如果X=xi处的速度分布是yvx=3y一y3。则(1) 在X=y=0点处的粘性切应力为_N/m2。(2) 在*=X,=1mm点处沿y方向的粘性动量通量数值为土n/m2(3) 在X=X,=1mm点处沿x方向的对流动量通量数值为N/m2TT40.

6、 一初始温度为0C的凸表面固体，被置于室温恒为s的大房间内。设物体的发射率为£，其表面与空气的换热系数为h，物体的体积为“，参与换热的表面积为A，比热容和密度分别为°及P。则请完成以下物体温度随时间变化的微分方程及其初始dT=条件：dt。41. 如图2所示的立管从水箱中接出引水，立管出口通大气。在如图所示情况下，不计能量损失，则(1) 图中B和B'两点的流速大小关系是v=v;BB'(2) 图中A和A'两断面处的流速关系为V>V。AAA'(3)图中A和A'两断面形心处的压强关系为p<pAA'42.有平面流场为u=x4

7、siny,u=ax3cosy。当a=xyB一4_时该流场连续。43. 100W灯泡的钨丝温度为2800k，发射率为。如果96%的热量通过辐射散失，则钨丝的表面积至少为_mm2。44. 流体沿管路流动时，所产生的能量损失可分为两种类型类，分别称为沿程损失、局部损失46. 若流场中各点的流体密度相等，则该流体称为不可压缩流体。47. 当流体各部分之间发生相对运动的时候，流层间就会产生摩擦力，以阻止这种相对运动，流体的这种特性称为流体的粘性。48速度梯度的方向与动量通量的方向相反。49. 灰体辐射力与其自身吸收率的比值，恒等于同温度下的辐射力。50. 对流换热是指流体掠过固体壁面时与固体壁面间发生热

8、量交换的现象。51随温度的升高，液体的粘度将减小，气体的粘度将增大。52.在y方向上流体的速度差为du,则在该方向上的速度梯度可表示为du/dt。52.理想流体是指假想的没有粘性的流体。55. 辐射换热过稈中总是伴随着能量形式的转变。56. 引起粘性动量传输的根本原因是由于分子的存在。57. 水头是指单位重量流体所具有的能量58质量力的方向与等压面相互垂直。（图3）59.如图3所示，已知管内流体的流量为Q，粗管和喉管管径如图所示，两个测压管液面高度差为h。则流体流经渐缩管的局部能量损失为_h+（4Q22兀2gd44Q22兀2gd4米液柱。若局部能量损失为定值，则随着流量Q的增加高度差h将会减小

9、计算题1. 如图3,个滑动轴承，轴的直径为mm,轴套长120mm,两者之间的间隙均匀，且大小为。若间隙中填满润滑油，且其动力粘性系数为。轴转速为每分钟150转时，求摩擦所消耗的热功率为多少2. 轴置于轴套中，如图所示。以90N的力被推动沿轴向由左向右移动,轴移动的速度v=s,轴的直径为75mm，其它尺寸见图中。求轴与轴套间流体的动力粘性系数。解：因轴与轴套间的径向间隙很小，故设间隙内流体的速度为线性分布3. 1直径为5.00cm的活塞在直径为5.01cm的缸体内运动。当润滑油的温度由0°C升高到120C时，求推动活塞所需要的力减少了百分之几（设润滑油0C时的动力黏性系数为卩二0.01

10、2pa-s,120C时的动力黏性系数为卩二°.°°2pa-s）艇昕卡444. 设有一铸型，已知上箱高度hi二130mm，型心高度h2二200mm，铸件高度h二230mm，其它尺寸如图所示，求铁水对上箱的作用力为多少牛顿（设铁水的重度为P二6992.8kg/m30忽略砂芯的重量，忽略浇注系统受力大小。）5.如图所示的虹吸管中，已知H二2m1H二6M2管径D=15mm，如不计损失，问S处的压强应多大时此管才能吸水此时管内流速和流量各为若干（注意：管B末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，列1-1面（水面）到2-2面的贝努利方程6

11、.一蒸汽管道直径为°2m，管壁厚8mm，管材导热系数数i二45W/(m-“)，管外包有绝热层，厚为°2m，已知绝热材料的导热系数九2二0.1W/(mQ，蒸汽温度Tf1二300C，周围空气温度Tf2二25C,管内蒸汽与壁面间的放热系数h二120W/(m2-°C)1，管外壁与空气间的放热系数h2二10W/(m2-°C)。求单位管长的(图2)热流量及绝热层外表面温度。7.在风机吸入管1和压出管2中，安装水银压差计，如图所示。已知h=20mm，求空气经过通风机之后，压强增加了多少mmH2O(设水银的密度为13600kg/m3，水的密度为1000kg/m3)解01

12、)管中是水非、1r址能厂尹二+j曲Pi一卢i一(丁佻-r1(2)管屮足密气Pi+rTJt/>2jWj=y也血=-1Ekp盘=1(sSt)8. L=200m、d=150mm的供热管道，其中80°C水的平均流速为v=1.8m/s，运动粘性系数°二0-367X10-6m2/s，卩二970kg/m3。求管路中的沿程压强损失为多少帕(若为湍流则取九=°.°33)9. 蒸汽管道的内径为80mm，壁厚3mm，导热系数数i45W/m'C。外侧包有厚40mm的水泥珍珠岩保温层，其导热系数为九2二0.1W/m'C，管内蒸汽温度Tf1二150C，环境温度

13、Tf2二20C，保温层外表面对环境的复合换热系数h2二7.6W/(m2'K)，管内蒸汽的表面换热系数为h1二116W/(m2'K)，求每米管长的热损失和保温层外表面温度。10. 图2所示为一圆罐状铸件的浇铸情况，尺寸如图。铸件壁厚为20mm，已知铁水的密度P=700吨/m3。若忽略浇铸系统的作用，则上型所受铁水垂直向上的作用力为多少kg11.一铸型如图4所示，已知1=800mm,h=250mm，Di=240mm,D2=300mm，金属液密度卩=7000趁/m3。不计型芯的重量。求铸型浇铸后液体直接和间接对上型垂直向上的作用力Pz为若干N由12耐火砖、硅藻砖、保温金属护板组成的炉

14、墙,(图4)A*分别为81=135mm,8=125mm=30mm别为九=0.4W/(m-C)九=014W/(mC)1、284=4皿加，导热率分九=010W/(m°C)3、j(D1；Fi；/厂t'1rhi1入4=45W/(m-C)，墙壁内外侧壁温度分别为Ti=550C、T2=64C。求炉墙单位时间、单位表面积的热量损失q和金属壁内壁面的温度Tw4。13. 如图13,直径均为d的上下两平行圆盘同轴分布，间隙为8，其间隙中充满动力粘性系数为卩的液体。若下盘固定不动，使上盘以角速度3旋转时，试求所需力矩M的表达式。14. 一吸水装置，水池N的水位不变，已知水位h1、h2和h3的值，若

15、不计损失，问喉部断面面积A1和喷嘴断面面积A2满足什么关系才能使水从水池M引入管流中。解题示例：对池N的滴面、喉咅I®面1列怕努刑方程，有V1打一丘=亠®.e分I2S对0-0和1-1斷面列伯努利方程耐丄亠分|7聖当水刚妊从水池M可入管渍时的喉却压强：P=-A®(2由可得，舛十松（2分）由连续性方程T/i=先冬,联立求解，得鱼=乜=EK.一心分貝n巧|僅一抡15. 一圆锥体绕竖直中心轴作等速转动，锥体与固体外锥体之间的缝隙&=1mm，其间充满U二s的润滑油。已知锥体上表面半径R=0.3m,锥体高度H=0.5m,当锥体转速n=150r/min时，求所需旋转力矩

16、M。16. 由储水池通过内径为40cm的管道跨过距水池水面高为50m的小山，用水泵P送水。已知AB段的管道长度为2500m，流量为°14m3/s，沿程阻力系数为入=0028,试求欲使管路最高处B点的压强为12m水柱高时，水泵所需的功率为多少（设水泵的效率为075）17.两个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若两表面间按放一块黑度为=0.05的铝箔遮热板,设铝箔两边温度相同,试求辐射换热量为未加隔热板时的多少成若隔热板的黑度为,辐射换热量又为多少18.如图5,有一水泵从一大水池中抽水，已知其抽

17、水量为Q=003m3/S，吸水管直径d=150mm。泵的进口处22断面的真空度为68m水柱。若吸水管能量损失为1H水柱，试确定此水泵的吸水高度s为多少米水柱（图19.1.沿直径d=205mm的管道，输送密度p=980弦/m3、运动粘性系数v=4cm2/s的重油。若流量Q=601/S，管道起点标高Zi=85m，终点标高z2=105m，管长1=1800m，试求管道中从起点到终点压强降低了多少Pa选择题1.理想流体的特征是（）。（a）黏度是常数；（b）不可压缩（c）无黏性；（d）符合pv=RT。2.15°C时空气和水的运动黏度。空气=点2x10-6m2/s°水=I46x10-6m

18、2/s，这说明在运动中（）。（a）空气比水的黏性力大（b）空气比水的黏性力小（c）空气与水的黏性力接近（d）不能直接比较3. 某点的真空度为65OOOPa,当地大气压为，该点的绝对压强为（）。（a）65000Pa（b）55000Pa（c）35000Pa（d）165000Pa4. 静止流体中的压强分布规律p=p0+Yh，（）。（a）仅适用于不可压缩流体（b）仅适用于理想流体（c）仅适用于粘性流体（d）既适用于理想流体，也适用于粘性流体5. 稳定流是指（）。（a）流动随时间按一定规律变化（b）各空间点上的运动要素不随时间变化（c）各过流断面的速度分布相同（d）迁移加速度为零6. 速度V、密度P、压

19、强P的无量纲集合是（）。pppypv2p（a）（b）（c）（d）vpppv27. 判断层流或紊流的无量纲量集是（）。（a）普兰克数P（b）雷诺数Rr（c）努赛尔数N（d）格拉晓夫数Gur8. 变直径管流，小管直径d，大管直径d=2d，两断面雷诺数的关系是（）。121Re=0.5ReRe=ReRe=1.5ReRe=2Re（a）12（b）12（c）12（d）129. 对流换热系数为100阪心宀、温度为20-C的空气流经50°C的壁面，其对流换热的热流密度为()。(a)1江(d)1U3W/rn210. 削弱辐射换热的有效方法是加遮热板，而遮热板表面的黑度应()。a)大一点好(b)小一点好(

20、c)大、小都一样(d)无法判断11. 下列哪种物质中不可能产生热对流()a)空气(b)水(c)油(d)钢板12.已知某流场速度分布为u=x一2，u=一3y，u=z-3，则过点(3，1，4)的xyz流线为()。13. 与牛顿内摩擦定律直接相关的因素是()。(a)切应力和压强(b)切应力和与速度相互垂直的速度梯度(c)切应力和剪切变形(d)切应力和流速14. 从力学的角度分析，一般流体和固体的区别在于流体()。(a)能承受拉力，平衡时不能承受切应力；(b) 不能承受拉力，平衡时能承受切应力；(c) 不能承受拉力，平衡时不能承受切应力；(d) 能承受拉力，平衡时也能承受切应力。15. 相对压强的测算

21、基准是()。(a)绝对真空(b)1个标准大气压(c)当地大气压(d)液面压强16. 淹没在液体中的潜体所受浮力的大小()。(a)与潜体的密度成正比(b)与液体的密度成正比(c)与潜体的淹没深度成正比(d)与液体表面的压强成反比17. 在()流动中，流线和迹线重合。(a)无旋(b)有旋(c)稳定(d)非稳定18. 一维流动中，“截面积大处速度小，截面积小处速度大”成立的必要条件是()。(a)理想流体(b)粘性流体(c)可压缩流体(d)不可压缩流体19. 速度v、长度1、重力加速度g的无量纲集合是()。lvvIv2(a)g(b)g(c)gV(d)gg20. 雷诺数的物理意义表示()。(a)粘性力与

22、重力之比(b)重力与惯性力之比(c)惯性力与粘性力之比(d)压力与粘性力之比21. 圆管层流中，同一有效断面上的速度分布函数式为4g10，则断面上切应力(a)在有效断面上是常数(b)管轴处是零，且与半径成正比分布为()。dn九(c)管壁处是零，向管轴线性增大(d)按抛物线分布22. 单位面积的导热热阻单位为()。(a)m2-K(b)m2-K/W(c)W/m2(d)W/m-K23. ()是在相同温度条件下辐射能力最强的物体。(a)灰体(b)磨光玻璃(c)涂料(d)黑体24. 在其他条件相同的情况下,下列导热能力最差的物质是()。(a)空气(b)水(c)氢气(d)油25. 热传递的三种基本方式为(

23、)。(a)导热、热对流和传热过热(b)导热、热对流和辐射换热(c)导热、热对流和热辐射(d)导热、辐射换热和对流换热26. 一固体壁面和流体间的平均温差为AT,其对流换热系数为h，若流体导热率为入,则管壁处流体的温度梯度可表示为()。dThATdTh(a)=(b)=1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.dT九hdT(c)d_=-h(d)d_=kh贞dnATan简答题如图4所示，当两小船近距离并排前行的时候，有否碰船的可能为什么有，两船内侧水的流速大于两船外侧水的流速，流速大的地方压强小内测压强小鱼外侧压强黑体1和黑体2的形状相同、表面积大小同样。若将它们分别放置在同样的环境中，测得两黑体最

24、大单色辐射力所对应的波(图4)长关系为九<九。试分析1、2两黑体表面温度T、Tmax1max212之间的关系，并说明为什么(图3)v维恩定律，九t=2.8976x10-3(mK)/.T>Tm12如图所示，一乒乓球在空气中旋转前行，问球的行进轨迹偏离正常轨道上弧还是下弧为什么旋转时带动固围气流大部分从下部略过,此时下面气流速度高于上面，下面气压小于上面，使球偏离轨道，下弧温度升高液体和气体的粘性将如何变化为什么温度升高时，液体膨胀，分子间距离增大，分子引力减小，粘性降低；气体粘性主要来源于流层分子的动量交换，T上升，分子运动加剧，粘性增大。简述遮热板在辐射换热中的作用。并回答在其他条

25、件相同的情况下，遮热板黑度的大小与其遮热作用有何关系。作用：热流途中增加热阻，可减少单位时间的换热量。4(E_E)遮热板1=八b1b2122(1s+1e一1)黑度越小，遮热作用越好13简述粘性流体在运动过程中所受到的力有哪一些。粘力性质量力压力内摩擦力引起粘性动量传输的根本原因是什么速度梯度简述对流换热的机制。在底层壁面与流体的导热，湍流区对流换热造成的简述圆管中流体湍流运动时，有效断面上的速度分布结构。你能否分析出，传热过程中，热阻最大的换热在哪一侧T-T1为热阻。热阻最大的换热在h最小的一侧=r2R=1hA_h1A证明题1. 设某理想气体的原始热力学温度为T,试证明在其压力不变时，体积随温

26、度变化的体积1膨胀系数为a（K-1）。vT证明.av=丄（）ppy=nRT.=nR，丄=:.aV=-1VVATATpVnRTVnRTpT7九dT2. 对流换热现象均遵守换热微分方程h二-。已知有两个对流换热现象相似，试ATdn证明两现象中的努塞尔准数相等。证明：由换热微分方程丄匚丄.Th=atdT得两换热过程：气=-在净dT1h2=（同一令q=，Cx=f，Ct=tn1n12223. 两表面在透热介质中进行辐射换热。简述为减小辐射换热量，可采取哪些有效措施（假定温度和表面积不可改变）答：加遮热板，且黑度越小越好4. 两根直径不同的圆管串联输水，试证明当流量由小变大大的时候，细管中的流体流态首先变为湍流。答：卩ud4Q_4Q当流量增大，即Q增大，d越小，Re越大，所以细管R=vd=eV兀d2兀dv判断题1. 静止流体中，若在某方向上存在压强梯度，则在该方向上必有质量力。（）2. 运动流体中，总机械能较小的断面必处在总机械能较大的断面下游。（）3. 两