材料工地进程基础题目(2012-09).doc

第一章 工程研究方法1、（Z10-11）。流体流动的压强降p是速度v，密度，线性尺度l、l1、l2，重力加速度g。粘滞系数，表面张力，体积弹性模量E的函数。即 PF（v、l、l1、l2 、g、u、E）取v、l作为基本物理量，利用因次分析法，将上述函数写成无因次式。2、已知固体颗粒在流体中以等速u沉降，且u与粒径d，颗粒密度m(流体密度)，动力粘度和重力加速度g，试用定律发和矩阵法求揭示该颗粒沉降的无量纲乘积。3、试分别用瑞利法和定理法将压差P、速度w、重度r和重力加速度g组合成无量纲乘积。4、试证明直径为d的小球在密度为，动力粘度为的流体中，以相对速度w运动时流动粘性阻力为： 5、请根据纳维斯托克斯（N-S）方程，分别用量纲分析法和方程分析法得出相似准则数，并写出准则方程。6、（L5-1）。气流通过一等直径管道，拟用14缩小的透明模型中通过水故流的办法进行试验。已知：气体的气 1.2kg/m3 。v气 0.15cm2/s； 水的水1000kg/m3，v水001cm2/s。 实物的气流速度为24m/s， 试确定： 1）相应的模型中之水流速度。2）若测得模型单位管长的压力降为13.8kN/m2，则原型中单位管长的压力降应为若干？第二章 工程流体力学1、（L 1-7）。质量为5kg，面积为4045cm2的收木板，沿着涂有滑油的斜面等速向下运动。已知v1m/s，1mm(油膜厚度)，求滑油的粘度。2、（L 1-9）。一套筒长H20 cm，内径D5.04cm，重量G6.8N，套在直径d5cm的立轴上，如图所示。当套筒与轴之间充以甘油（8P）时求套筒在自重作用下将以多大速度沿立轴下滑？不计空气阻力。3、（L 2-2）。图示的容器中，水和气达到下平衡状态，求容器内气体的压强，接触大气液面上为标准大气压，水的重度9807Nm3。4、（L 2-3）。开敞容器，盛装21的两种液体，如图所示，求(a)在下层液体中任一点的压强；（b）1和2两测压管中的液面哪个高些？哪个和容器内的液面同高？为什么? 5、（L2-6）。双U型管，用来测定比重比水小的液体的比重。试用液柱高差来确定未知液体的比重值。(管中的水是在标准大气压下，4的纯水)6、（L2-8）。一直立的煤气管，在下部测压管中测得水柱差h1100 mm，在H20 m处测得h2115mm如题28图示。煤气管外面的空气重度12.64N/m3 试求管内煤气的重度。7、（L2-10）。用两个U型管串联在一起去测量一个贮气罐中的气体压强，见图示，已知h180cm，h270 cm，h380 cm，大气压为760mm汞柱，汞1.3332105N/m3，气柱重量可略去。求罐内气体的压强等于多少？ 8、（Z 2-13）。一封闭容器盛装2（水银）1（水）的两种不同液体，试问同一水平线上的1、2、3、4、5各点的压强哪点最大？哪点最小？哪些点相等？9、(L3-5)。如图，密度不变的流体以151/s的流量，沿100mm直径的管AB流动，此管在B点分为BC、BD管，管径均为25mm，第三条分支BE，管径为50 mm，流经分支时，QBC3QBE ,vBD4m/s。求三个支管中流量各为多少？AB、BC和BE管中的流速各为多少？10、（Z 3-9）。 管路由不同直径的两管前后相连接所组成，小管直径dA0,2m，大管直径dB0.4m。水在管中流动时，A点压强PA70kNm2，B点压强PB40kNm2，B点流速VB1m/s。试判断水在管中的流动方向，并计取水流经两断面间的水头损失。 11、（L3-8）。如图，泵的吸水管以1：5的坡度(高度1水平距为 5)放置、水以1.8m/s的速度通过，若已知压力降到低于大气压70 kNm2时空气会逸出，形成气蚀，使水泵不能正常工作，计算最大可能的管长l为多少？忽略水头损失，设水池中之水是静止的。12、（L3-11）。用图示测压管测定水管中的点流速，当读数h0.4m，h10.3m，h20.1m时，测压计中介质的比重S0.8，求A、B 两点的流速uA、uB为多少? 13、（L3-17）。输水管路三通各管段的直径为，d1400 mm，d2300 mm，d3200mm，流量Q15001/s，Q23001/s，Q32001/s，压力表读数P g77kN/m2，求另外两管段的压力?(不计损失，三通水平放置)14、（L3-21）。一虹吸管直径100 mm各管段垂直距离如图，求流量，A、B点压力，画管道总水头线，不计水头损失。15、（Z3-12）用水银比压计量测管中水流，过流断面中点流速u如图，测得A点的比压计读数h60mm汞柱。(1)求该点的流速u；(2)若管中流体是密度为0.8g/cm3的油，h仍不变。该点流速为若干。不计损失。16、（Z3-13）水由图中喷嘴流出，管嘴出口d=75mm不考虑损失计算H值以m计，P值以kN/m2计。 17、（Z3-14）。计算管线流量，管出口d50mm，求出A、B、C、D各点的压强。不计水头损失。18、（Z3-18）。如图，闸门关闭时的压力表读数为49kN/m2。闸门打开后，压力表读数为0.98kN/m2，由管进口到闸门的水头损失为1m，求管中的平均流速。19、（L4-3）。已知管径d150mm，流量Q151/s，液体温度为10，其运动粘性系数0.415cm2/s，试确定，在此温度下的流动状态；在此温度下的临界流速；若过流断面积改为面积相等的正方形管道，则其流态如何？20、（L4-15）。直径d300 mm的铁皮风管，通过20的空气，平均流速v2m/s，沿程压力损失p5mm水柱，若将流速加大一倍，沿程压力损失将增大为多少?21、（L4-18）。水泵抽水系统，流量Q0.0628m3/s，水的粘度1.51910-6m2/s，管径d200 mm，=0.4mm，h13m，h217m，h3=15m，各处局部阻力系数13，2 (直角弯管dR0.8)，3 (光滑折管30)，4 1。求：（1）管道的沿程阻力系数(用莫迪图)。（2）水泵的扬程H。（3）水泵的有效功率Ne。(NeQH) 22、（L4-21）。如图所示，管路由油库将油放出，出口处为大气压力。已知H9m，l1l250m，d0.1，0.02，局部阻力系数：进口10.5，弯头20.5，闸门33.0，求：管中流量；画出管路总水头线及测压管水头线，若下游是流入另一个油池如图（b），上下游池面高度差仍为9m，则上述两项结果又将如何？23、（L4-22）。虹吸管自水箱吸引水流入大气。已知d25mm，l16m，全管长20m，设0.025，进口10.8，直角弯头d/R0.5，折管角30（按光滑管得），求虹吸管流量及最高点B处的压力。 24、（Z5-18）。如图所示管路，设其中的流量QA 0.6m3/s，0.02，不计局部损失，其它已知条件如图，求A、D两点间的水头损失。 25、（Z5-22）。一水平安置的通风机，吸入管d1200mm，l110mm，0.02。压出管为直径不同的两段管道串联组成，d2200mm， l250m，0.02，d3100mm，l310mm，0.02。空气密度1.2kg/m2，风量为Q0.15m3/s，不计局部阻力试计算： (1)风机应产生的总压强为多少？ (2)如风机与管道铅直安装，但管路情况不变，风机的总压有无变化？比较三段损失得何结论？ (3)如果流量提高到0.16m3/s，风机总压变化多少？(d)绘出全压线与静压线图。26、（Z5-23）。如图水泵抽水系统，管长、管径单位为m，给于图中，流量Q40103 m3/s,求：（1）吸水管及压水管的S数。（2）求水泵所需水头。（3）绘制总水头线。 第三章 传热学1、（【S-lt,2-2】）。设有一窑墙，用粘土砖和红砖两种材树砌成，厚度均为230mm，窑墙内表面温度为1200，外表面温度为100。试求每平方米窑墙的热损失。已知粘土砖的导热系数为108350.00058t W/m，红砖的导热系数为20.04670.00051tW/m2 红砖的允许使用温度为700以下，那么在此条件下能否使用？2、（【S-lt,2-4】）。 蒸汽管道里流过温度为540的蒸汽，管外径d1273mm，管外包有水泥蛭石保温层，最外侧是15mm厚的保护层，按照规定保护层外圆的温度为t348，热损失为440 W/m，求所需保温层厚度。水泥蛭石的导热系数为10.105W/m，保护层的导热系数为20.192W/m。3、（【S-lt,2-8】）。试求平板间空气夹层的当量导热系数和对流换热量。设夹层厚度为25.0mm，高200mm，热表面温度为150，冷表面温度50。4、（【S-lt,2-12】）。试求某余热锅炉中四排管子所组成的顺排管簇的换热系数。设管子的外直径为60mm，,烟气的平均温度为tf =600，管壁温度tw =120，烟气通过最窄截面处的平均流速为w=800m/s，冲击角为60。5、（【S-lt,2-16】）。用热电偶测量管道内的空气温度。如果管道内空气温度与管道壁的温度不同，则由于热电偶与管道壁之间的辐射换热会产生测温误差，试计算当管道壁温度t2100，热电偶读数温度t1200时的测温误差。假定热电偶接点处的对流换热系数ac4652W/m，其黑度1 = 0.9。6、（【S-lt,2-18】）。为了减少上题中由于辐射换热所引起的热电偶读数误差，在热电偶接点周围围以遮热罩。如果空气温度为233.6，其它各给定值仍和例2-16相同， 由遮热罩表面到气流的对流换热系数ac=11.63W/m2，遮热罩黑度3 =0.8。试求此时热电偶的读数应为多少？7、（S2-1）。有一座玻璃池窑的胸墙，用硅砖砌筑，内表面平均温度为1300，外表面平均温度为300，胸墙厚度为450mm，面积为10m2 。试求通过胸墙的散热损失量。8、（S2-2）。某炉窑炉墙由耐火粘土砖、硅藻土层与红砖砌成，硅藻土与红砖的厚度分别为40mm和250mm，导热系数分别为0.13和0.39w/m，如果不用硅藻土层，但又希望炉墙的散热维持原状，则红砖必须加厚到多少毫米？9、（S2-6）。试求通过如图所示的复合壁的热流量，假设热流是一维的；已知各材料的热导系数为：A =1.2，B =0.6， C =0.3，D =0.8w/m。 10、（S2-16）。水平放置外径为0.3m的蒸汽管，管外表面温度为450，管周围空间很大，充满着50的空气。试求每米管对空气的自然对流热损失。11、（S2-20）。空气以10m/s的速度流过直径为50mm、长为1.75m的管道，管壁温度为150，如果空气的平均温度为100，求对流换热系数。12、（S2-27）。两无限大平行平面，其表面温度分别为20及600，黑度均为0.8。试求这两块平行平面的（1）本身辐射、（2）投射辐射、（3）有效辐射、（4）净辐射热量。13、（S2-32）。热空气在426x 9mm的钢管内流过，热空气的温度用一个装在外径为15m m的瓷保护管中的热电偶来测量，已知钢管内壁温度为110，热电偶读数(即瓷管温度)为220，瓷管的黑度为0.8，空气向瓷管的对流换热系数为52.4w/m2。设瓷管本身的热传导可忽略不计。试求由于热电偶保护管向钢壁的辐射换热而引起的测量相对误差()。并求出空气的实际温度。14、（S2-37）。今设计一窑的侧墙。已知内表面湿度为1000，要求外表面温度不超过120(环境温度为20)。如此壁用耐火粘土砖砌筑，其厚度应不低于多少毫米?15、（S3-40）。一根内径为20mm，外径为30mm的钢管，包上20mm厚的保温材料，保温材料的导热系数为0.057W/m，表面黑度为0.7，保温层的内壁温度为200，周围环境温度为20。试计算每米管长的热损失。第四章 干燥1、（【S-lt,6-1】）。已知空气的干球温度t30，湿球温度twb25，大气压强p99325 Pa，求空气的相对湿度（）、绝对湿度（w ）、水蒸气分压（pw）、湿含量（x）、热含量(I)、露点(td)及密度（s）。2、下列三种空气作为干燥介质，问采用何者干燥推动力最大？何者最小？为什么？ t=60，X=0.015kg/kg干空气 t=70，X=0.040kg/kg干空气 t=80，X=0.045kg/kg干空气3、 已知大气压强为0.1Mpa，温度为30，露点温度为20，求空气的相对湿度、含湿量、焓、水蒸气分压。4，将干球温度27，露点为22的空气加热到80，试求加热前后空气的相对湿度的变化量。5、将20，的新鲜空气与50，的热气体混合，且 ，且新鲜空气和废气的比热相同，求混合后气体的相对湿度、焓。如将混合气体加热到102该气体的相对湿度和焓为多少？6、一理想干燥器在总压为100kPa下，将湿物料水分由50%干燥至1%，湿物料的处理量为20kg/s。室外大气温度25，湿含量为0.005kg水/kg干空气，经预热后送入干燥器。废气排出温度为50，相对湿度60%。试求：空气用量；预热温度；干燥器的热效率。第五章 燃料与燃烧1、（【S-lt,4-1】）。已知煤的干燥无灰基组成（%）为Cdaf Hdaf Odaf Ndaf Sdaf 80.2 6.1 11.6 1.4 0.7又知：收到基时水分组成Mar =3.5% 干燥基时灰分组成Ad =8.2%求：收到基时Car 的百分含量。2、（【S-lt,4-4】）。某窑炉用发生炉煤气为燃料，其组成干基为：组分： CO2 CO H2 CH4 C2H4 H2S N2 体积（%）： 4.5 29.0 14.0 1.8 0.2 0.3 50.2湿煤气含水量为4%。当a=1.