冶金传输原理考试必备-2023修改整理

千里之行，始于足下让知识带有温度。第第2页/共2页精品文档推荐冶金传输原理考试必备名词解释

1流体：能够流淌的物体。不能保持一定的外形，而且有流淌性。

2脉动现象：在足够时光内，速度始终围绕一平均值变化，称为脉动现象。

3水力粗糙管：管壁加剧紊流，增强了流体流淌阻力，这类管称为水力粗糙管。

4牛顿流：符合牛顿粘性定律的流体。

5紊流：流体流淌时，各质点在不同方向上做复杂无规章运动，互相干扰的运动。这种流淌称为紊流。

6流线：在同一瞬时，流场中延续不同位置质点的流淌方向线。

7流管：在流场内取随意封闭曲线，通过该曲线上每一点，作流线，组成的管状封闭曲面，称流管。

8边界层：流体通过固体表面流淌时，在紧靠固体表面形成速度梯度较大的流体薄层称边界层。

9伪塑性流:其特征为（），当n＜1时，为伪塑型流。

10非牛顿流体:不符合牛顿粘性定律的流体，称之为非牛顿流体，主要包括三类流体。

11宾海姆塑流型流体:要使这类流体流淌需要有一定的切应力ι时流体处于固结状态，惟独当切应力大于ι时才开头流淌。

12稳定流:运动参数只随位置转变而与时光无关，这种流淌就成为稳定流。

13非稳定流:流场的运动参数不仅随位置转变，又随时光不同而变化，这种流淌就称为非稳定流。

14迹线:迹线就是流体质点运动的轨迹线，特点是:对于每一个质点都有一个运动轨迹，所以迹线是一族曲线，而且迹线只随质点不同而异，与时光无关。

16水头损失:单位质量（或体积）流体的能量损失。

17沿程阻力:它是沿流淌路程上因为各流体层之间的内摩擦而产生的流淌阻力，也叫摩擦阻力。

18局部阻力:流体在流淌中因碰到局部障碍而产生的阻力。

19脉动速度:脉动的真切速度与时均速度的差值成为脉动速度。

20时均化原则:在某一足够长时光段内以平均值的速度流经一极小有效断面积的流体体积，应当等于在同一时光段内以真切的有脉动的速度流经同一极小有效断面积的流体体积。

21热传导:物体各部分之间不发生相对位移时，依赖分子、原子及自由电子等微观粒子的热运动举行的热量传递称为热传导。

22对流:指流体各部分之间发生相对位移，冷热流体互相惨混所引起的热量传递方式。

23热辐射:物体因各种缘由发出辐射能，其中因热的缘由发出辐射能的现象称为热辐射。

24等温面:物体中同一眨眼相同温度各点连成的面称为等温面。

25温度梯度:温度场中随意一点沿等温面法线方向的温度增强率称为该点的温度梯度。

26热蔓延率:（），热蔓延率与热导率λ成正比，与物体的密度ρ和比热容c成反比。它表征了物体内热量传输的能力。

27对流换热:流体流过固体物体表面所发生的热量传递称为对流换热。

28黑体:把汲取率为1的物体叫做肯定黑体，简称黑体。

29灰体:假定物体的单色汲取率与波长无关，即汲取率为常数，这种假定物体称

之为灰体。

30辐射力的单位:辐射力是物体在单位时光内单位表面积向表面上半球空间全部方向放射的所有波长的总辐射能量，记为E，单位是W/㎡。

31角系数:我们把表面1放射出的辐射能落到表面2上的百分数称为表面1对表面2的角系数。

32质量溶度:单位体积的混合物中某组分的质量。

33摩尔溶度:单位体积混合物中某组分的物质的量。

34空位蔓延:气体或液体进入固态物质孔隙的蔓延。

35自蔓延系:指纯金属中原子曲蜿蜒折地通过晶格移动。36互蔓延系数:1221DDxDx=+，式中D称为互蔓延系数。

37普朗克定律:揭示了黑体辐射能量按波长的分布逻辑，数学表达式（）38斯蒂芬-玻尔茨曼定律:揭示了黑体辐射力正比于其热力学温度的四次方的逻辑，公式4bbE

Tσ=

简答

1流体具有哪些物理性质？

压缩性，膨胀性，密度，粘度。

2流线可以穿过流管吗？为什么？

答：不能，流管是由流线组成，假如流线穿过流管，意味不同流线将相交，由于流线表示在流线上的质点的运动方向和大小，假如流线穿过流管，意味一个质点在同时具有两个速度，这是不行能的。所以流线不能穿过流管。

3为什么紊流条件下可以利用牛顿粘度定律计算管道壁面向流体的剪切力？

答：边界层都处于层流状态。

4两个不同水力学系统相像的条件是什么？

答，几何相像，动力相像，运动相像。

5解释雷若数的物理意义，它有何作用？

答：表示流体流淌过程中惯性力和粘性力的作用大小，是它们的比值。可以用来推断流体的流淌状态。可以两流体系统相像的判据之一。是摩擦系数的试验变量。

6．温度T=15℃，运动粘度ν＝0.0114cm2/s的水，在直径d=2cm的管中流淌，测得流速v=8cm/s，问水流处于什么状态?如要转变其运动，可以实行哪些?：

故为层流。

上升温度或增大管径d均可增大雷诺数，从而转变运动状态。

7．流体在圆管中流淌时，“流淌已经充分进展”的含义是什么？在什么条件下会发生充分进展了的层流，又在什么条件下会发生充分进展了的紊流？

答：流体在圆管中流淌时，因为流体粘性作用截面上的速度分布不断变化，直至离管口一定距离后不再转变。进口段内有进展着的流淌，边界层厚度沿管长逐渐增强，仅靠固体壁面形成速度梯度较大的稳定边界层，在边界层之外的无粘性流区域逐渐减小，直至消逝后，便形成了充分进展的流淌。

在层流流进管道时，当流进长度大于l=0.065dRe)时，流体进展为充分进展的层流。

在紊流条件下，当流入管长度至l=25-40d左右，流体为充分进展的紊流。

8写出流体静力学基本方程式，并说明其能量意义和几何意义。

解:流体静力学基本方程为：hPhPPPZPZγργγ+=+=+=+002

21

1g或

同一静止液体中单位分量液体的比位能可以不等，比压强也可以不等，但比位能和比压强可以互换，比势能总是相等的。9试推断下列平面流场是否延续?

解：由不行压缩流体流淌的空间延续性方程（3-19，20）知：，

yxxvxsin32=??yxyvysin33-=??

()232

3sinsin31sin3yx

yyxyxyxxxνν??+=-=-??当x=0，1，或y=kπ（k=0，1，2，……）

时延续。

11、温度T=5℃的水在直径d＝100mm的管中流淌，体积流量Q=15L/s，问管中水流处于什么运动状态?T=5℃的水动力粘度为1.547x10-6m2/s

解：由题意知：水的平均流速为

按照雷诺数公式

故为紊流。

11．当铸件在砂型中冷却凝固时，因为铸件收缩导致铸件表面与砂型间产愤怒隙，气隙中的空气是停滞的，试问通过气隙有哪几种基本的热量传递方式？答：热传导、辐射

12．假设在两小时内，通过152mm×152mm×13mm（厚度）试验板传导的热量为837J，试验板两个平面的温度分离为19℃和26℃，求试验板热导率。解：由傅里叶定律可知两小时内通过面积为152×152mm2的平面的热量为

txTAtdxdTAQ??-=-=λλ

873=-36002101326191015210152333???-?????λ

得CmW03/1034.9*?=-λ

13有一厚度为20mm的平面墙，其热导率λ为1.3W/(m·℃)。为使墙的每平方米热损失不超过1500W，在外侧表面笼罩了一层λ为0.1W/(m·℃)的隔热材料，已知复合壁两侧表面温度分布750℃和55℃，试确定隔热层的厚度。解：由多层壁平板导热热流密度计算公式（9-14）知每平方米墙的热损失为150022112

1≤--λδλδTT15001.03.102.0557502≤+-δ

得mm8.442≥δ

14液态纯铝和纯铜分离在熔点（铝660℃，铜1083℃）浇铸同样材料构成两个砂型中，砂型的密实度也相同,试问两个砂型的蓄热系数哪个大？为什么？答：此题为研究题，砂型的蓄热系数反映的是材料的蓄热能力，综合反映材料蓄热和导热能力的物理量，取决于材料的热物性ρλcb=。

两个砂型材料相同，它们的热导率λ和比热容c及紧实度都相同，故两个砂型的蓄热系数一样大。

注：铸型的蓄热系数与所选造型材料的性质、型砂成分的配比、砂型的紧实度及冷铁等因素有关！

考虑温度影响时，浇注纯铜时因为温度较纯铝的高，砂型的热导率会增大，比热和密度基本不变，从而使得砂型蓄热系数会有所增大

15物体在什么条件下，形成漫反射？

答：物体是否发生漫反射，取决于表面的粗糙程度（相对于热辐射的波长而言）当表面的不平整尺寸大于投射波长时，形成漫反射。

16，解释黑体的汲取率等于一的物理意义？

答：黑体的汲取率等于一，这意味着黑体能够所有汲取各种波长的辐射能。17，解释创造人造黑体的原理？

答：利用工程材料（汲取率必定小于黑体），创造一个空腔，使空腔壁面保持匀称温度，并在空腔上开一个小孔，空腔内要经受多次汲取和放射，而每经受一次汲取辐射就能按内壁汲取率的大小被削弱一次，终于能离开小孔的能量是微乎其微的，可以认为投入辐射彻低在空腔内部被汲取。

18，严峻氧化的金属表面的放射率分离处于温度50度和500度的环境下，比较该金属在

这两种条件下的放射率大小？

答：后者更大，金属材料的放射率随温度上升而增高。

19，解释角系数相对性原理，角系数与温度有关吗？

答：公式112221AXAX=表示两个表面在辐射换热时角系数的相对性。角系数与温度无

关，因其纯属几何因子，仅取决于几何外形。

20，解释角系数的完整性性质。

答：完整性对于有n个表面组成的封闭系统，据能量守恒可得1112131n=1XXXX++++，此式即为角系数的完整性。

计算

1．三段管路串联如图，直径d1=100cm，d2=50cm，d3＝25cm，已知断面平均速度v3＝10m/s，求v1,v2，和质量流量(流体为水)。

解：可压缩流体稳定流时沿程质量流保持不变，

故：质量流量为

2．直径d=200m，长度l=300m的新铸铁管、输送重度γ=8.82kN/m3的石油．已测得流量Q=0.0278m3/s。假如冬季时油的运动粘性系数ν1=1.092cm2/s，夏季时ν2=0.355cm2/s，问在冬季和夏季中，此输油管路中的水头损失h1各为若干?解：由题意知

冬季

同理，夏季有

由于

由布拉休斯公式知：

4．用一风扇把静止空气通过向来管道排到车间外面。管道截面外形为矩形，尺332211QAvAvA

vvA====smAAv/625.0v1

331==m/s5.22

332==AAvv()

sA/Kg490vQM3

3==?=水ρρ

寸为200x300mm,长度为60M,设空气温度为20度，管道入口压力和出口压力都为0.98大气压，设计管道流量为28M3/min,问需要挑选多少功率的风扇？(空气在1个大气压时的密度为1.207kg/M3,运动粘度为15.06x10-6M2/S.)解：写出伯努利方程

P1=P2,Z2=Z1,V1=0

所以上方程简化为

De=4A/Pw=4x0.2x0.3/2(0.2+0.3)=0.24M

在一个大气压，温度15摄氏度的空气密度是1.207kg/M3

则在0.98大气压条件下，空气密度是

ρ=1.207x0.98/1.0=1.18kg/M3

空气粘度为：

η=1.7x10-5kg/s-m

空气流速

V^=28/(0.2x0.3)=7.7m/s

Reynoldnumber

Re=VDeρ/η

是紊流，查表得f=0.0042

由于Ef=2f(L/De)V^2

能量平衡方程