2016《冶金炉热工基础》期末复习题

冶金炉热工基础期末复习题一、填空题1根据流动原因的不同，把对流给热分为自然对留给热和强制对留给热。2雷诺准数的物理意义是流体的惯性力与粘性力之比。3若两物理现象相似，则其同名相似准数相等，此即相似第一定理。4在冶金炉（尤其是高温炉）内，辐射是主要的传热方式。5若A1，即RD0或对外来的热辐射全部吸收，没有反射和透过的物体称为绝对黑体或黑体。6普朗克定律说明绝对黑体的辐射强度与波长和温度的关系。7对任意两个表面而言F112F221，此关系称为角系数的互变性。8若在两平行表面间平行放置N块黑度、面积均相同的隔热板，则辐射传热量将减少为原来的1/N1。9当辐射能投射到某物体上时，该物体对辐射能可能会产生反射、吸收和透过三种作用。10平壁厚度越薄，平壁材料的导热系数越大，则通过平壁的导热量越大。11物体各处温度不随时间变化的传热状态称为稳定态导热。12物体内温度相同的所有点连成的面称为等温面。13两种或两种以上传热方式同时存在的传热过程，称为综合传热。14耐火材料按耐火度的不同可分为普通耐火材料、高级耐火材料和特级耐火材料三种。15对流现象只能在气体或液体中出现，它是借温度不同的各部分流体发生扰动和混合而引起的热量转移。16传热学的任务，就是研究不同条件下热压和热阻的具体内容和数值，从而能计算出传热量大小，并合理地控制和改善传热过程。17物体的黑度或称辐射率表示该物体辐射能力接近绝对黑体辐射能力的程度。18单位时间的传热量可称为热流，温度差可称为热压。19耐火材料抵抗高温而不变形的性能叫耐火度。20重油雾化的主要作用是将重油雾化成很细的油雾，增加与氧气的接触面积。21固体和液体燃料都是由五种元素、灰分、水分组成。22煤气的燃烧可分为扩散式燃烧和预混式燃烧两大类。23重油牌号的命名是按照该种重油在50的恩氏粘度来确定的。24粉煤的燃烧过程可分为混合、预热和燃烧三个阶段。25高炉煤气的主要可燃成分是CO。26常用燃料的特性主要包括化学组成和燃料的发热量两个方面。27按照物理本质的不同，传热过程可分为传导传热、对流传热和辐射传热三种基本的形式。28平壁导热的特点是导热面积不变，圆筒壁向外导热时导热面不断变化。29绝对黑体的辐射能力与其绝对温度的四次方成正比。30当物体接受到热射线时，有三种可能的情况，一部分被反射,一部分被吸收，另一部分透过。31气体平衡方程式是研究静止气体的压力变化规律的方程式。包括气体绝对压力变化和气体表压力变化两个平衡方程式。32以真空为起点所计算的气体压力是气体的绝对压力，设备内气体的绝对压力与设备外相同高度的实际大气压的差是气体的表压力。33对气体而言，分子热运动所引起的分子掺混作用是气体粘性产生的主要依据。34层流时，边界层内的气体不流动，它对管内的气体产生阻碍作用；紊流时，边界层内的气体是层流状态。35大气状态下的柏努力方程式失动位静动位静HHHH22211136按其产生的原因不同，压头损失分为摩擦阻力损失和局部阻力损失两类。三、名词解释1传热边界层在有放热现象的系统中，流体与固体壁面的温度降主要集中在靠近边界的这一薄膜层内，这种有温度变化（即温度梯度）的边界层称为“传热边界层”。2气体的粘性力在气体流动时使两相邻气层的流速趋向一致，且大小相等方向相反的力，称为内摩擦力或粘性力。3火焰传播速度燃烧反应在可燃混合物中扩展的直线速度，它反映了燃烧速度的快慢。4气体的层流当气体流速较小时，各气体质点平行流动，此种流动称为层流。5角度系数角度系数是表示从某一表面射到另一表面的能量与射出去的总能量之比。用符号表示。6导热系数当温度沿X轴向的变化率为1单位时，通过单位面积的热流，称为导热系数，用表示。7稳定流动流体中任意一点上的物理量不随时间改变的流动过程。8黑体若A1，RD0的物体或对外来的热辐射全部吸收，没有反射和透过的物体。9空气消耗系数实际空气需要量与理论空气需要量的比值叫空气消耗系数以N表示，即0NL10燃料的发热量单位质量或单位体积的燃料在完全燃烧情况下所能放出热量的千焦数叫做燃料的发热量。11燃烧温度燃料燃烧放出的全部被燃烧产物所吸收，燃烧产物所能达到的温度叫燃料的燃烧温度。12局部阻力损失气体在管道中流动时，由于管道形状改变和方向改变，气体分子间的相互碰撞和气体分子与气壁间的碰撞而引起的压头损失，称为局部阻力损失，常用符号H局表示一、名词解释1、粘性动量传输由流体分子（微观）运动所产生的粘性作用而产生，取决于流体的粘性。2、温度梯度等温面法线方向单位距离上的温度变化量（最大温度变率），NTGRADT，低温高温方向为正。3、黑体对辐射能的吸收率为1的物体，称绝对黑体，简称黑体，黑体的吸收能力最强，辐射能力也最强。4、传质傅立叶准数传质傅立叶准数2LDOF，表征浓度场随时间的变化特征，即不定态传质特征，OF，浓度场越稳定。5、动量附面层流体流入平板表面，由于流体的粘性作用，靠近表面形成速度梯度，具有速度梯度的流体溥层称动量附面层。6、欧拉准数欧拉准数2/UPEU，是流体流动过程中压力与惯性力的比值。7、灰体辐射光谱连续，且CONST的物体，称理想灰体，简称灰体。8、浓度梯度传质方向上单位距离上的浓度变化量（最大浓度变率），N4、流体流动有哪两种状态各有何特点如何判断答流体流动有层流和紊流两种状态。所谓层流是指所有流体质点只作沿同一方向的直线运动，而无横向运动的流动；所谓紊流是指流体质点作复杂的无规则运动的流动，亦称湍流。流体流动状态用临界雷诺准数REC来判断，REREC时为紊流。5、什么是热辐射热辐射有何特点答物体向外发射热射线的过程称热辐射。热辐射具有如下特点（1）不需要物质作传热媒介，是依靠发射电磁波来传递热量；（2）伴随着能量形式的两次转化；（3）只要物体KT0，就要进行热辐射。6、什么是对流传热影响对流传热的因素有哪些答有流体存在，并有流体宏观运动情况下所发生的传热过程称对流传热。影响对流传热的因素有（1）流体流动的起因；（2）流动的性质；（3）流体的物性；（3）表面几何特性。1、流体运动中的三种基本能量是、。正确答案位能、动能、静压能2、流体静压力可用、表示，其关系为。正确答案绝对压力、相对压力、绝对压力相对压力大气压3、根据流体流动的状态，流体流动可分为和，以的数值大小判别。正确答案层流、紊流、雷诺数4、流体的粘度可用和表示，二者的关系为。正确答案动力黏度、运动黏度、5、物质及能量的传输过程，按其产生和存在的条件，可分为和。正确答案物性传输、对流传输6、获得超音速的两个条件是和。正确答案、拉瓦尔管7、流体流动从层流转变为紊流的临界雷诺数为，附面层从层流转变为紊流的临界雷诺数为。正确答案2300、8、流体的基本特性有、。正确答案压缩性、连续性、流动性、黏性9、流体动量传输中的阻力损失有和，计算通式为。正确答案摩擦阻力损失、局部阻力损失、10、管流不可压缩流体连续性方程式为；管流可压缩流体连续性方程式为。正确答案、11、粘性流体的动量平衡方程式称为。正确答案纳维斯托克斯方程12、根据流动的起因，流体流动可分为和。正确答案自然流动、强制流动13、根据形成机理，射流可分为、和。正确答案自由射流、旋转射流、限制射流和半限制射流14、理想流体是指不存在，或其作用可忽略的流体。正确答案黏性力15、流体流量的表示方法有、三种。正确答案体积流量、质量流量、重量流量16、自由射流可分为、四个主要区域。正确答案初始段、基本段、射流核心区、射流极点17、超声速流股断面是先后，压力是逐渐。正确答案收缩、扩张、减小18、动量边界层是指。正确答案流体流过固体表面，靠近固体表面形成具有速度梯度的薄层19、理想流体的动量平衡方程称为。正确答案欧拉方程20、作用在流体上的力有和两大类。正确答案表面力、体积力_燃料燃烧与器具1有效辐射是指单位时间内离开表面单位面积的总辐射能，记为J。有效辐射J不仅包括表面的自身辐射E,而且还包括投入辐射中被表面反射的部分。2对流换热系数对流传热基本计算式牛顿（NEWTON）冷却公式（NEWTONSLAWOFCOOLING）中的比例系数，一般记做H，以前又常称对流换热系数，单位是W/K，含义是对流换热速率。3自然对流传热由于流体内部存在着温度差，使得各部分流体的密度不同，温度高的流体密度小，必然上升；温度低的流体密度大，必然下降，从而引起流体内部的流动为自然对流。这种没有外部机械力的作用，仅仅靠流体内部温度差，而使流体流动从而产生的传热象，称为自然对流传热。、4温室效应大气中的温室气体通过对长波辐射的吸收而阻止地表热能耗散，从而导致地表温度增高的现象。5卡诺循环由两个可逆的等温过程和两个可逆的绝热过程所组成的理想循环。6光谱辐射力与辐射力单位差一个长度单位，是指单位时间内物体的单位表面积向半球空间所有方向发射出去的在包含的单位波长范围内的辐射能。7辐射强度点辐射源在某方向上单位立体角内传送的辐射通量，记作I，即IDED，式中DE是D立体角元内的辐射通量。8灰体把光谱吸收比与波长无关的物体称为灰体9辐射角系数反映相互辐射的不同物体之间几何形状与位置关系的系数。10焓热力学中表示物质系统能量的一个状态函数，常用符号H表示。数值上等于系统的内能U加上压强P和体积V的乘积，即HUPV。焓的变化是系统在等压可逆过程中所吸收的热量的度量。11太阳常熟地球在日地平均距离处与太阳光垂直的大气上界单位面积上在单位时间内所接收太阳辐射的所有波长总能量。12重辐射面简述1、写出稳定流动能量方程式的表达式及各项代表的意义。流体在流道中流动稳定流动的能量方程可根据能量守恒原理导得。设想有一流道有流体在其中流过。取11截面与22截面间的流体作热力系，这是一个开口系统。假定质量为M的流体在流经此系统时吸入热量Q，对外作净功WNET，进入系统的工质的能量E1包含其热力学能U1宏观动能212CM及重力位能MGZ1，得表达式稳定流动能量方程式5、简述边界层理论的基本内容。当流体在大雷诺数条件下运动时，可把流体的粘性和导热看成集中作用在流体表面的薄层即边界层内。根据边界层的这一特点，简化纳维斯托克斯方程，并加以求解，即可得到阻力和传热规律。这一理论是德国物理学家L普朗特于1904年提出的，它为粘性不可压缩流体动力学的发展创造了条件6燃气轮机装置循环与内燃机循环相比有何优点为什么前者的热效率低于后者答燃气轮机与内燃机相比，没有往复运动机构，可以采用很高的转速，并且可以连续进气，因而可以制成大功率的动力装置。但要保持燃气轮机长期安全运行，必须限制燃气进燃气轮机时的最高温度，目前为700800C，所以效率比较低。7要使衣服干得快，可采取哪些措施说明理由1展开后表面积大，会使更多的水分子有机会运动到空气中。2）通风会使分子获得更多的动能，分子运动速度会更快。3）有阳光的地方温度高，分子更容易够获得更多的内能，分子运动加快。所以衣服应展开并放在通风有阳光的地方，干得快。8干湿球温度计的工作原理。干湿温度计的干球探头直接露在空气中，湿球温度探头用湿纱布包裹着，其测湿原理就是，在一定风速下，湿球外边的湿纱布的水分蒸发带走湿球温度计探头上的热量，使其温度低于环境空气的温度；而干球温度计测量出来的就是环境空气的实际温度，此时，湿球与干球之间的温度差与环境的相对湿度有一个相应的关系，但该关系是非线性的。用公式表达起来相当复杂。这两者之间的关系会受好多因素的影响如风速，温度计本身的精度，大气压力，干湿球温度计的球泡表面积大小，纱布材质等等。相对湿度水汽分压/饱和蒸汽压（压力、温度一定的情况下）9、有无0或低于0的蒸汽存在有无低于0的水存在，为什么有0或低于0的蒸汽存在，只要压力足够低就可能，但是没有低于0的水存在，因为水的三相点温度为001，低于三相点温度，只可能是固态或是气态。10简述朗肯循环效率的影响因素及提高途径肯循环的效率蒸汽焓排汽焓/蒸汽焓凝结水焓,又焓是温度的函数，那么从公式上来说，朗肯循环的效率应该只与温度有关。而从TS图上看朗肯循环的效率与蒸汽温度T1,蒸汽压力P1,排气压力P2有关，提高效率措施1）提高过热器出口蒸汽压力与温度。2）降低排汽压力。3）改进热力循环方式，如采用中间再热循环，给水回热循环和供热循环等11试述动力循环的共同特点。答有工质在高温热源吸热，在低温热源放热，并对外输出功。12简述水蒸气在定压下的发生过程水蒸汽的形成经过五神状态的变化；即来自和水，饱和水、湿饱和蒸汽、干饱和蒸汽和过热蒸汽。水蒸汽的形成过程有以下三个定压阶段（1）未饱和水的定压预热过程，在高压加热和锅炉省煤器中进行；（2）饱和水的定温定压汽化过程。在锅炉汽包内进行；（3）干饱和蒸汽的定压过热过程，此过程在锅炉的过热器中进行。13在非稳态导热分析中集总参数法的基本思想和可以使用的条件是什么辐射角系数反映相互辐射的不同物体之间几何形状与位置关系的系数。任意两个面积各为AI和AJ的表面见图,角系数就纯是一个几何因子，与两个表面的温度及发射率没有关系。温度分别为TI和TJ。当空间介质对辐射能量透明时，由表面AI所辐射的能量有一部分可以到达另一个表面AJ,其余能量则落到表面AJ以外的空间。由表面AI发射的辐射能落到表面AJ上的百分数被称为表面AI对于表面AJ的辐射角系数FAIAJ，而由表面AJ发射的辐射能落到表面AI上的百分数则被称为表面AJ对于表面AI的辐射角系数FAJAI。表面1对表面2的角系数是表面1直接投射到表面2上的能量，占表面2辐射能量的百分比。15没有盛满水的热水瓶，其瓶塞有时被自动顶开，有时被自动吸紧，这是什幺原因答水温较高时，水对热水瓶中的空气进行加热，空气压力升高，大于环境压力，瓶塞被自动顶开。而水温较低时，热水瓶中的空气受冷，压力降低，小于环境压力，瓶塞被自动吸紧。16用U形管压力表测定工质的压力时，压力表液柱直径的大小对读数有无影响严格说来，是有影响的，因为U型管越粗，就有越多的被测工质进入U型管中，这部分工质越多，它对读数的准确性影响越大。17膨胀功、轴功、技术功、流动功之间有何区别与联系流动功的大小与过程特性有无关系答膨胀功是系统由于体积变化对外所作的功；轴功是指工质流经热力设备（开口系统）时，热力设备与外界交换的机械功，由于这个机械工通常是通过转动的轴输入、输出，所以工程上习惯成为轴功；而技术功不仅包括轴功，还包括工质在流动过程中机械能（宏观动能和势能）的变化；流动功又称为推进功，1KG工质的流动功等于其压力和比容的乘积，它是工质在流动中向前方传递的功，只有在工质的流动过程中才出现。对于有工质组成的简单可压缩系统，工质在稳定流动过程中所作的膨胀功包括三部分，一部分消耗于维持工质进出开口系统时的流动功的代数和，一部分用于增加工质的宏观动能和势能，最后一部分是作为热力设备的轴功。对于稳定流动，工质的技术功等于膨胀功与流动功差值的代数和。如果工质进、出热力设备的宏观动能和势能变化很小，可忽略不计，则技术功等于