的专业技术人员继续教育练习题

2007工程流体力学（90 分）（必选）、 解释下列概念（20 分）1、旋转角速度、角变形速度 2、动能修正因数、动量修正因数3、时间平均流速、断面平均流速4、恒定流动、缓变流动5、点源、点汇、 推求不可压缩流体恒定流动的动量方程（15 分）、 推求圆管层流的速度分布规律，并求通过圆管中的流量及沿程阻力损失因数。（15 分）、 推导说明圆柱外伸管嘴出流流量增大的原因（10 分）、 有长为 L,直径为 D 的圆柱体，在图示位置上恰好处于平衡状态。不计摩擦力，试计算 1.圆柱体的重量;2.对壁面的作用力。 （15 分）、 水沿两根同样长度 L1=L2=40m,直径 d1=40mm,d2=80mm 的串联管路由水箱 A自由流入水池 B 中。设 1=0.04, 2=0.035,h=20m。（15 分）试确定：1.流量为多少？2.对 L1、d1 管并联同样长度及直径的支管时，流量为多少？传热学试题（60 分）任选之一1231t2txt一、如图所示的平板稳态导热问题，平板两 侧的表面温度分别为 、 （ ）;平板的导热1t2t系数随温度变化，即 , 为温)(0a0度 时材料的导热系数。试分析说明：0t、 和 三种情况分别对应图aa中三条曲线的哪一条？(9 分)二、一半径为 的长实心圆柱体，内部 发热强度沿径向非均匀，其内热源强度为0r， 、 为常数；外表面温度均匀为 。()1)B0 0t(1) 试 导 出 圆 柱 体 内 的 一 维 径 向 稳 态 导 热 微 分 方 程 ，并 给 出 边 界 条 件 ；（10 分 ）(2) 根据微分方程与 边界条件导出圆柱体内的温度分布表达式。 （5 分）三、已知一边界层对流换热的能量微分方程为 ，其中 、 分别2TUVaxyUV为 x、y 方向的速度分量，T 为温度，a 是热扩散率。(1) 试分析说 明该能量微分方程的前提条件；（5 分）(2) 试由该能量微分方程 导出所包含的相似特征数。 （9 分）四、某固体表面的光谱发射率与表面温度 无关，随波长变化关系如下式：T0.5,2m9a). 试利用黑体辐射函数给 出该表面全波长发射率随温度 变化关系的表达式。 b). 若有一温度为 的黑体照射该固体表面，写出此时该表面的全波长吸收率表sT达式。 （6 分）五、某半导体芯片的总功率为 Q、体 积为 V、导热系数为 、密度为 、比热为 ；pc表面向温度为 的冷气流散热，表面传热系数为 。已知芯片未工作时的温ft h度均匀，与环境气流温度相同。为数值求解芯片开始工作后的瞬态温度分布， y/2 x ytm, 1 tm+1, 1tm,2tm-1, 1h 、 tf,建立如图所示的离散网格，试建立求解表面节点温度 tm, 1 的隐式离散方程。（10 分）空 气 动 力 学 试题（60 分）任选之二1给出附面层发生分离的条件，并给出附面层发生分离的过程。 （20 分）2对于一渐缩喷管，已知 =10bar, =1050K, 比热比 =1.4, 出口截面积为 0.1*P*Tk, 出口背 压为 4bar, 若 0.04。请给出出口截面上的速度及喷管的流m)(kfK量。 （20 分）3推导音速公式（20 分）燃 烧 学 试题（60 分）任选之三1. 解释下列专业名词（15 分）：、1、 化合物的生成焓；、2、 理论燃烧温度；、3、 火焰传播速度；、4、 燃料的高位发热量；、5、 比表面积。2. 说明下列概念（20 分）：、1、 阿累尼乌斯定律；、2、 扩散火焰和预混火焰；、3、 影响热力着火的着火温度的主要因素；、4、 链锁反应。3. 在研究碳的燃烧过程中，根据燃烧条件不同可分为几个燃烧特性区，在不同的燃烧特性区如何强化燃烧过程？（7 分）4. 利用非绝热条件下谢苗诺夫热自燃理论分析燃料发热量对着火的影响。 （8 分）5. 假定：1）油滴为均匀对称的球体；2）油滴随风飘动，与空气没有相对运动；3）燃烧进行得很快，火焰面很薄；4）油滴表面温度为饱和温度；5）忽略对流与辐射换热；6）忽略油滴周围的温度场不均匀对热导率、扩散系数的影响；7）忽略斯蒂芬流。试计算火焰锋面的直径、油耗量，以及油滴直径与时间的关系。 （10 分）2008工程流体力学（90 分）（必选）、 解释下列概念（20 分）1、等压面、压力体 2、力势函数、速度势函数3、迹线、流线4、层流、紊流5、质量力、表面力、 推求理想流体非恒定有旋运动的伯努利积分（15 分）、 推求粘性流体应力形式的运动微分方程（15 分）四、试证明在不可压缩流体的缓变过流断面上满足静压强分布规律（10 分）五、如图所示，涵洞进口设圆形平板闸门，其直径 d=1m，闸门与水平面成倾角并铰接于 B点，闸门中心点位于水下 4m，门重 G=980N。当门后无水时，求启门力 T（不计摩擦力） （15 分）六、图示有一水电站压力水管的渐变段，直径 D1=1.5m，D2=1m，渐变段起点压强p1=400KN/m2,流量 qv=1.8m3/s,若不计水头损失，求渐变段镇墩上所受的轴向推力为多少（不计摩擦力）？ （15 分）第 1 页共 8 页第五题图第六题图工程热力学试题（60 分）任选之一一、是非判断：是在（ ）内画“ ”号，非在（ ）内画“ ”号，每题 1 分，共 10 分1、热力系是具体指定的热力学的研究 对象（ ）。2、绝热闭口系就是孤立系（ ）。3、绝热闭口系的熵增等于孤立系的 熵增（ ）。4、状态方程是描述状态参数之 间关系的方程（ ）。5、平衡状态是热力系宏观性质 不随时间变化的状态（ ）。6、通用气体常数对理想气体（ 单一的和混合的）都是一个不 变的常数（ ）。7、在初态和终态相同时工质经过 不可逆过程的熵增必然大于 经历可逆过程的熵增（ ）。8、理想气体的热力学能、熵和焓都仅仅是温度的单值函数（ ）。第 2 页共 8 页第 3 页共 8 页9、未饱和湿空气的干球温度 、湿球温度 tw、露点温度 td 三者关系 为 t tw td（ ）。t10、任何动力循环，循环净功 w0总等于循环净热量 q0（ ）。二、选择填空：（单选） 每题 1 分， 共 10 分1、绝热系与外界没有（ ）交 换。 A、热量 B、物质 C、功2、右列压力中哪个是状态参数（ ）。 A、表 压力 B、真空度 C、绝对压力3、功损来自于（ ）。 A、物 质交换 B、摩擦 C、温差 传热4、（ ）是不可逆损失来源之一。 A、耗散 B、物质交换 C、等温吸 热5、湿度 的取值不可能是（ ）。 A、 B、 C、y 1y1y1y6、不可逆循环的熵产是（ ）。 A、等于零 B、大于零 C、小于零7、迈耶公式只对（ ）适用。 A、理想气体 B、实际气体 C、液体 8、不可逆过程是（ ）的。 A、可逆向 进行 B、不可逆向进行9、自发过程是（ ）过程。 A、可逆 B、不可逆 C、不确定10、实际热机效率总比卡诺热 机效率（ ）。 A、大 B、不确定 C、小三、请解释下列概念：每题 2 分， 共 20 分1、表压力和真空度 2、状 态量和过程量 3、自发过程和非自发过程4、可逆过程和不可逆过程 5、熵流和熵产 6、绝对湿度和相对湿度7、饱和湿蒸汽和饱和湿空气 8、流体的 临界状态和流 动的临界状态9、压缩比和压缩因子 10、功 损和 火 用 损四、请试述卡诺定理和卡诺循 环对热机理论的原则指导意 义（8 分）。五、一个容积为 5m3 只能承受 0.5 MPa 压力的氧气罐，罐内氧气的表压力 pg1 = 0.05 MPa，温度 t1 =17 0C。有人想要往罐内充进 21 kg、温度为 40 0C 的氧气，可不可能？氧气可视为理想气体，氧气的气体常数 Rgo2 259.8J/(kg.K) ，测得当时大气压力 pb = 0.1MPa (12 分) 。传热学试题（60 分）任选之二一、某常物性（物性符号自行设定）、厚度 为 （ ）、含有均匀内热m源（ ）的大平板经历非稳态导热过程，已知某时刻板内温度分布为v3/Wm， 为已知常数。对该时刻，试求解：2()txabcxabc、 、（1） 和 处的热流密度？(4 分)0（2）若平板面积为 A（ ），单位时间内平板内增加的热量？(7 分)（3） ， ， 处温度随时间的变化率？(6 分).5第 5 页共 8 页第 4 页共 8 页二、某卫星通过一辐射散热表面向温度为绝对零度的宇宙空间散热，已知卫星内部发热需要通过该表面散出的热流密度为 ，表面的太阳吸收率为 ，发射率为 ，并且outqsun；该表面与地球始终不可见，但在卫星轨道的日照区，太阳投射到该表面的辐sun射能流密度为 。sunq(1) 试导出卫 星处于日照区时该辐射散热面的平衡温度计算式； (5 分)(2) 试导出卫 星处于地球阴影区时该辐射散热面的平衡温度计算式；(4 分)(3) 说明为什么 ? (4 分)sun三、如下图所示，是某二维稳态导热物体的两种边界节点布置。 图中， 为流体温度，T为对流换热系数。试根据下述要求，分 别写出这两种布置条件下，数 值求解节点(m, hn)温度的离散方程。其它所需参数可自行定义。(1) 该物体物性 为常数，含均匀内热源 ； (7 分)v(2) 该物体无内 热源，但物性不均匀，是空间坐标的已知函数。(8 分)（题三图）四、描述某对流换热现象的能量微分方程为 ，其中 、 分别为 x、y 方2TUVaxyUV向的速度分量，T 为温度，a 是热扩散率。(1) 根据该方程分析 说明该对流换热现象的类型及有关假设条件；（7 分）第 6 页共 8 页(2) 由该方程 导出相应的相似特征数，并说明导出结果的含义。 （8 分）空 气 动 力 学 试题（60 分）任选之三1、画出如下图所示的马赫线形状。 （5 分）2、“某流场中 ”或“ 某流场中 ”表明的是同样的流动特点吗？为D0t0t什么？（10 分）3、收缩喷管出口已达到壅塞状态，若增加入口总压 P*，问壅塞状态能否解除？出口截面处 Ma 数、静压、流量如何变化？（ 10 分）4、何为滞止参数？推导滞止压力与静压之间的关系式，并解释滞止参数与静参数之间关系可以依据等熵过程计算的原因。 （15 分）5、以带活塞的半无限长直圆管为例，推导弱扰动压缩波传播速度表达式；说明在什么假设条件下该过程可视做等熵过程，并推导表达式。 （20 分）燃 烧 学 试题（60 分）任选之四1.解释下列专业名词（15 分）：、6、 化合物的反应焓；、7、 绝热火焰温度；、8、 过量空气系数；、9、 燃料的低位发热量；、10、 斯蒂芬流。第 7 页共 8 页第 8 页共 8 页2.说明下列概念（20 分）：、1、 质量作用定