传输原理总复习习题

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 。2、流体的静压强方向是沿着作用面的 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 方向。绝对静止流体中的等压面形状为 。已知流体中某点的绝对压强为16米水柱，则该压强相当于 Pa.一段粗管和一段细管串连输水，当流量由小变大的时候， 管中的流体将先转变为湍流。质量浓度梯度是扩散传质的动力组分的质量浓度梯度可以表达为 。25.45106(m

/s60m/s0.4m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 流。90.005Pas，重度8330N/m3，则该流体的运动粘性系 m2/s 。10、静止流体中，某点的压强各方向上大小 。11、 换热过程中总是伴随着能量形式的转变。随 的升高，液体的粘度将减小，气体的粘度将增大。质量传输的动力是 的存在。1H盖，直径为d米，用4个螺栓与水箱连接。 γ H设水的重度为。则每个螺栓所受到的拉力为 N.图1内径为d30℃的热流体，若努塞尔数为Nu，流体的导热系数为，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q (W/m2)。流体中某点的压强为3.4工程大气压，该压强值相当于 Pa。当a

u ax3siny u x2cosy时，流场x ，y 才可以连续。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W/m2。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 。流体静压强的方向沿作用面的 方向。流场中一条流线上某点的速度方向与流线在该点的 重合。流体流动可以分为两种流态，分别称为 和 。三维非稳态温度场中，温度的数学表达通式为 。大多数物质的导热系数与温度的关系可认为是直线关系，其数学表达为 。是指流体各部分间发生宏观相对位移时物体单位时间内、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温度下的 。扩散传质中，质量传递的根本原因是因为 不为零。铸件时效过程中金属组织的均匀化过程属于 传质过程。粘性是流体的各部分之间具有 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。31.液体中一点的流体静压强在各个方向大小。温度场中，某点的温度梯度方向与该点热流密度方向 。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性。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为 。物体表面温度的大小会严重影响其其 的大小36.毕托管是一种用于测量流体中某点 的仪器。波区靠近。9040℃，且壁面与流体间的平均对流换热系数h为/(mdTdn dTdn

℃)。则紧贴壁面处，单位时间、单位面积上层流底层的导热量

n0 W/m2。39.1000kg/m7105m

/s的水在一平板上流动（如图。如果xx

v 3yy3处的速度分布是x 。则1在xx，y0点处的粘性切应力为 N/m2。11在xx，y1mm点处沿y方向的粘性动量通量数值为 N/m2。11xx，y1mm点处沿x1

N/m2。T T一初始温度为0℃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dT条件：dt 。如图2能量损失，则图中B和B’两点的流速大小关系是v v ；B B'图中A和A’两断面处的流速关系为v v 。A A'图中A和A’两断面形心处的压强关系为p pA'有平面流场为ux

x4siny, uy

ax3cosy。当a 时该流场连续。100W2800k0.3096％的热量通过辐射散失，则钨丝的表面积至少为 mm2。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 。静止流体中某点的压强大小在各方向上大小 。若流场中各点的流体 相等，则该流体称为不可压缩流体。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 性。速度梯度的方向与 的方向相反。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。对流换热是指 掠过固体壁面时与固体壁面间生热量交换的现象。随 的升高，液体的粘度将减小，气体的粘度增大。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 。52.理想流体是指假想的没有 的流体。流体中某点的压强为3.4工程大气压，相当于 Pa。换热过程中总是伴随着能量形式的转变。引起粘性动量传输的根本原因是由于 的存在。水头是指单位重量流体所具有的 58.质量力的方向与等压面相互 。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 米液柱若局部能量损失为一定值则随着流量Q增加高度差h将会 。

（图3）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。（）3.两段圆管分别输送流体，若它们流动状态相似，则管路1中流体的雷诺数为1.5106时，管路2中的雷诺数也为1.5106。 （ ）流体和固体壁面进行对流换热，在壁面处流底层的导热量和对流换热量必然相等，且微分方程式

dThT必然成立。 （ ）dn损失，则图中B和B’两点的流速大小关系是v ＝v 。 （ ）B'如第4小题所述情况，图中A和A’两断面处的平均流速的关系为v > v 。A A'（ 。有平面流场为u x4siny, ux

ax3cosy。当a4时该流场连续。 （ ）lv速度v、长度l、重力加速度g的无量纲集合是

。 （ ）g粘性动量通量表示：单位时间内，沿垂直于流速方向上通过单位面积传递的动量。（ ）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大一点好 （ ）100W2800k0.309691.8mm2。u x2 u 3y u z3流场x ，y ，z 的流动是连续的。 （ ）q30W/m2。则对流换热系数h为0.5W/(m2

K)。 （ ）输送流体的管路，弯管等附件越多，沿程能量损失越大。 （ ）多层壁面导热的时候，在两壁面的夹层间挤入导热系数大、且塑性好的金属薄板，可减少接触热阻。 （ ）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流。 （ 有运动粘性系数为25.45106(m2/s)的空气，以60m/s0.4m的平板表面，尾部的速度边界层内流动状态是湍流。 （ ）1271452.8W/m2。若流体的质量为m，其在xmX。（（））19.流体中某点的绝对压强16米水柱，相当于156960Pa。（）计算题如图3，一个滑动轴承，轴的直径为80.4mm,120，两者之间的间隙均0.2mm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？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它尺寸见图中。求轴与轴套间流体的动力粘性系数。1.5.00cm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00.012Pas，1200.002Pas）1设有一铸型，已知上箱高度1

130mm，型心2高度h 200mm，铸件高度h 230mm，其尺寸如图所示，求铁水对上箱的作用力为多少2牛顿？（设铁水的重度为

6992.8kg/m3。忽略砂芯的重量，忽略浇注系统受力大小）12H2m，H6M,管径D15mm，如不计损失，问S处的压强应多大时此管才能吸水?此时管12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）一蒸汽管道直径为0.2m8mm材导热系数1/(m0.12m，已知绝热材料 /(mT的导热系数2 蒸汽温度f

T，周围空气温度f2

25℃,管内蒸汽与壁面间的放热系数

h120W/(m21

℃),管外壁与空气间的放热系

/(m2

℃)。求单位管长的热流量及绝热层外表面温度。在风机吸入管12压差计，如图所示。已知h20mm，求空2mmH2

O ? (设水银的密度为13600

kg/m3

kg/m3)L200m、d150mm的供热管道，其中80℃水的平均流速为v1.8m/s ，运动粘性系数0.367106m2

/s

970kg/m3。求管路中的沿程压强损失为多少帕？（若为湍流则取0.033）1蒸汽管道的内径为80mm/m。外侧包有厚1240mm的水泥珍珠岩保温层，其导热系数为 /m℃，管内蒸汽温度2T T f1 ，环境温度f2 ，保温层外表面对环境的复合换热系数2h /(m2K，管内蒸汽的表面换热系21数为h /(m1

K)，求每米管长的热损失和保温层外表面温度。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7000kg/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 多少一铸型如图4所示，已知l800mm,h250mm，D 240mm ，1D 300mm，金属液密度27000kg/m3。不计型芯

（图2）的重量。求铸型浇铸后液体直接和间接对上型垂直向上的

（图4）Pz

为若干N？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 1125mm， 125mm 60mm 4mm /(m℃)2 、3 、4 ，导热率分别为 1 、 /(m℃) /(m℃) /(m℃)2 、3 、4 ，墙壁内外侧壁温度分别为T

550℃T1、21、

64q和T金属壁内壁面的温度w4。5.00cm5.01cm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0.012Pas，120℃时的动力黏性系数为0.002Pas）如图，直径均为d，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？。ωδddrrO习题1.13Nh1h2A1面面积A2M中。dh一圆锥体绕竖直中心轴作等速转动，锥体与固体外锥r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, h当锥体转速n=150r/min时，求所需旋转力矩M。习题112图40cm的管道跨过距水池水面高为50m的小ft，用水泵P知AB段的管道长度为2500m0.14m3/s0.028B12m水柱设水泵的效率为0.75）1两个互相平行且相距很近的大平面 ,已知1

527 ℃,

27℃,其黑度1120.8,若两表面间按放一块黑度为P0.05 的铝箔遮热板,设铝箔两边温1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?如图5，有一水泵从一大水池中抽水，已知其

Q0.03m3

/sd150mm2－2为6.8m水柱。若吸水管能量损失为水柱，H试确定此水泵的吸水高度s为多少米水柱？

（图5）1. 沿直径

d305mm

的管道，输送密度

980kg/m

、运动粘性系数4cm2/sQ60l/sz185mz2105m，管长l1800m，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）（））（）符合pvRT。2.15C时空气和水的运动黏度 15.2106m2/s 1.146106m2/s，这说明空气 ，水在运动中（。（a）空气比水的黏性力大 空气比水的黏性力小空气与水的黏性力接近 不能直接比较某点的真空度为65000Pa，当地大气压为0.1MPa，该点的绝对压强为（。（a）65000Pa（b）55000Pa（c）35000Pa （d）165000Pa静止流体中的压强分布规律pp h（ 。0（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。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）迁移加速度为零速度v、密度、压强p的无量纲集合是（ 。p（a）v

（b）p

（

pv2

（

pv2判断层流或紊流的无量纲量集是（ 。（a）Pr

（b）Re（c）Nu

（d）Gr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（。1 2 1（a）

0.5Re121

（b）

Re121

（c）

1.5Re121

d）

2Re121100热的热流密度为（ ）。

、温度为20℃的空气流经50℃的壁面，其对流换（a） (b) (c)(d)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 (c)大、小都一样 (d)无法判断下列哪种物质中不可能产生热对流?（ ）（a）空气 (b)水 (c) 油 (d)钢板已知某流场速度分布为u x2，u 3y，u z3，则过点（3，1，4）的x y z流线为（ 。与牛顿内摩擦定律直接相关的因素是（。a（）切应力和压强 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）切应力和流速从力学的角度分析，一般流体和固体的区别在于流体（。（）能承受拉力，平衡时不能承受切应力；不能承受拉力，平衡时能承受切应力；不能承受拉力，平衡时不能承受切应力；15.相对压强的测算基准是（。（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在（ ）流动中，流线和迹线重合。a b c （）无旋（）有旋（）稳定（）非稳定18.一维流动中（（）b c （）（）可压缩流体（可压缩流体速度v、长度、重力加速度g（。lv v l v2（a）g （b）gl （c）gv （d）gl雷诺数的物理意义表示（。（a）粘性力与重力之比 力与惯性力之比（c）惯性力与粘性力之比（d）压力与粘性力之比圆管层流中，同一有效断面上的速度分布函数式为u切应力分布为（ 。

p4l

(r0

r2，则断面上（a）在有效断面上是常数 （b）管轴处是零，且与半径成正比(c)管壁处是零，向管轴线性增大 (d)按抛物线分布单位面积的导热热阻单位为( )。（a）m

K （b）m

K