传输原理考试复习题

一、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.6．一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)/(1045.2526sm的空气，以sm/60的速度掠过长为0.4m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、某种流体的动力粘性系数sPa005.0，重度3/8330mN，则该流体的运动粘性系数6-1089.5sm/2。10、静止流体中，某点的压强各方向上大小相等。11、辐射换热过程中总是伴随着能量形式的转变。12．随温度的升高，液体的粘度将减小，气体的粘度将增大。13．质量传输的动力是浓度梯度的存在。14．如图1所示，水位H米的水箱下有一球形盖，直径为d米，用4个螺栓与水箱连接。设水的重度为。则每个螺栓所受到的拉力为）4d12d（423HN.15．内径为d的管路内流过30℃的热流体，若努塞尔数为uN，流体的导热系数为，Hγ图1管内壁温度为20℃。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qd10uN(2/mW)。15．流体中某点的压强为3.4工程大气压，该压强值相当于333427.8Pa。16．当a-1/3时，流场yaxuxsin3，yxuycos2才可以连续。17．若有一灰体表面的黑度为0.8，当其表面温度为227℃时，辐射力的大小为2837.52/mW。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℃，流体主流温度为40℃，且壁面与流体间的平均对流换热系数h为)/(2.02℃mW。则紧贴壁面处，单位时间、单位面积上层流底层的导热量0ndndT102/mW。39.密度为3/1000mkg，运动粘性系数为sm/10725）的水在一平板上流动（如图1）。如果1xx处的速度分布是33yyvx。则（1）在01yxx，点处的粘性切应力为0.212/mN。（2）在11yxx，mm点处沿y方向的粘性动量通量数值为+0.26912/mN（3）在11yxx，mm点处沿x方向的对流动量通量数值为3.002/mN40.一初始温度为0T℃的凸表面固体，被置于室温恒为sT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V，参与换热的表面积为A，比热容和密度分别为c及。则请完成以下物体温度随时间变化的微分方程及其初始条件：dtdT。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Bv='Bv；（2）图中A和A’两断面处的流速关系为Av'Av。（3）图中A和A’两断面形心处的压强关系为Ap'Ap42.有平面流场为yaxuyxuyxcos,sin34。当a-4时该流场连续。43.100W灯泡的钨丝温度为2800k，发射率为0.30。如果96％的热量通过辐射散失，则钨丝的表面积至少为91.82mm。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.辐射换热过程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。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（图3）高度差为h。则流体流经渐缩管的局部能量损失为)2424(42224122gdQgdQh米液柱。若局部能量损失为一定值，则随着流量Q的增加高度差h将会减小计算题1.如图3，一个滑动轴承，轴的直径为80.4mm,轴套长120mm，两者之间的间隙均匀，且大小为0.2mm。若间隙中填满润滑油，且其动力粘性系数为μ。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=0.122m/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℃升高到120℃时，求推动活塞所需要的力减少了百分之几？（设润滑油0℃时的动力黏性系数为sPa012.0，120℃时的动力黏性系数为sPa002.0）4.设有一铸型，已知上箱高度mmh1301，型心高度mmh2002，铸件高度mmh230，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3/8.6992mkg。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mH21，MH62,管径mmD15，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6.一蒸汽管道直径为m2.0，管壁厚mm8，管材导热系数)/(451℃mW，管外包有绝热层，厚为m12.0，已知绝热材料的导热系数)/(1.02℃mW，蒸汽温度℃3001fT，周围空气温度℃252fT,管内蒸汽与壁面间的放热系数)/(12021℃mWh,管外壁与空气间的放热系数)/(1022℃mWh。求单位管长的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mmh20，求空气经过通风机之后，压强增加了多少OmmH2?(设水银的密度为136003/mkg，水的密度为10003/mkg)8.mL200、mmd150的供热管道，其中80℃水的平均流速为smv/8.1，运动粘性系数sm/10367.026，3/970mkg。求管路中的沿程压强损失为多少帕？（若为湍流则取033.0）9.蒸汽管道的内径为mm80，壁厚mm3,导热系数℃mW/451。外侧包有厚mm40的水泥珍珠岩保温层，其导热系数为℃mW/1.02，管内蒸汽温度℃1501fT，环境温度℃202fT，保温层外表面对环境的复合换热系数)/(6.722KmWh，管内蒸汽的表面换热系数为)/(11621KmWh，求每米管长的热损失和保温层外表面温度。（图2）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mm20，已知铁水的密度3/7000mkg。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kg？11.一铸型如图4所示，已知,800mmlmmh250，mmD2401，mmD3002，金属液密度3/7000mkg。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zP为若干N？12.由耐火砖、硅藻砖、保温板及金属护板组成的炉墙，厚度分别为mm1351，mm1252、mm303、mm44，导热率分别为)/(4.01℃mW、)/(14.02℃mW、)/(10.03℃mW、)/(454℃mW，墙壁内外侧壁温度分别为℃5501T、℃642T。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4wT。13.如图13，直径均为d的上下两平行圆盘同轴分布，间隙为，其间隙中充满动力粘性系数为的液体。若下盘固定不动，使上盘以角速度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（图4）dδω习题.131图rdrO共4页第3页入管流中。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δ=1mm，其间充满μ=0.1Pa·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M。16.由储水池通过内径为cm40的管道跨过距水池水面高为m50的小山，用水泵P送水。已知AB段的管道长度为m2500，流量为sm/14.03，沿程阻力系数为028.0，试求欲使管路最高处B点的压强为m12水柱高时，水泵所需的功率为多少？（设水泵的效率为75.0）17.两个互相平行且相距很近的大平面,已知5271T℃,271T℃,其黑度8.021,若两表面间按放一块黑度为05.0P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0.8,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，已知其抽水量为smQ/03.03，吸水管直径mmd150。泵的进口处2－2断面的真空度为m8.6水柱。若吸水管能量损失为m1水柱，试确定此水泵的吸水高度sH为多少米水柱？（图19.1.沿直径mmd205的管道，输送密度3/980mkg、运动粘性系数scm/42的重油。若流量slQ/60，管道起点标高mz851，终点标高mz1052，管长ml1800，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（）。（）黏度是常数；（b）不可压缩；（c）无黏性；（d）符合RTpv。a2.时空气和水的运动黏度，，这说明在运动中（）。（）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65000