冶金传输原理---大题
冶金传输原理试题
冶金传输原理试题每题5分，共计30分1. 试由连续性方程说明速度散度的物理含义2. 请说明yx τ的物理含义3. 请写出标量的梯度、拉普拉斯算子运算及矢量的散度、旋度在直角坐标下的表达式，并说明运算后变量为标量还是矢量。
4. 请写出运动方程矢量式并说明各项的含义。
5. 请分别从扩散型与对流型通量的表达式说明动量传输、热量传输、质量传输的相似性。
6. 结合实例说明冶金传输原理在冶金工程中的作用7. 钢包内表面积为A 1，水口截面积为A 2，钢液初始深度为H ，不计阻力，计算钢包流空时间。
要点：2212220,2dMu A dtM hA u gh u ρρ=-=-==而：1222dhA u A dt=-=，积分之：21/2011/221()(/)HA dh h A H A A t ===⎰8.如图所示文特利管可测流量，如处于开口试验段，d=400mm,D=1m,h=150mm,空气和酒精密度分别为1.293,795 kg/m 3 计算出口处的气流速度。
要点：2211221122V P V P ρρ+=+ 12P P gh ρ-=洒所以：22211()2V V h g ρρ-=洒另据：22122 =43.6m/sD V d V V ==9．不可压缩流体沿无限大水平面做稳定流动，在只有重力作用下，赯压力与高度的关系要点：运动方程为：1Pg yρ∂=-∂ 积分可得：P gy C ρ=-+10.Re=3500, 20℃水(ρ=998.23kg/m 3621.00710/m s ν-=⨯)流过直径为50.8mm 长1.3m 的光滑管。
求：(1) 湍流、层流平均流速比、压力损失比 (2) 湍流总压降 (3) 层流时中心流速要点：(1)据Re 定义式，/1层湍=(2)22Lp d λρ∆=，0.250.3164/Re λ湍=，64/Re λ层=，/ 2.25p p ∆∆层湍=(3)Re /0.0694/;0.041,d m s νλ=⋅==湍v22.52/p N m ∆=(4)20.1388/m s ==center v v11.不可压缩流体在两个同轴垂直圆筒间作切向层流流动，外筒以角速度ω旋转，内筒静止，设端口效应可忽略，求流体的速度分布，内筒外径kR ，外筒内径R(可参考P75例题()()1()kR r r kR r Rk kθω-=-v )12.在一半径为R 的圆柱形容器内盛有 液体，该容器绕其自身轴以角速度ω旋转，求系统定态下自由表面的形状。
冶金传输原理考试题
冶金传输原理考试题一、判断下列说法是否正确（2分/题×15题=30分）1、迹线与流线是完全重合的。
2、本书中对应力的双下标描述中，第一个下标是应力的作用面的法向方向，第二个下标为作用力的方向。
3、利用量纲分析法导出准数方程，必须首先得到描述现象的微分方程式以及全部单值条件。
4、欧拉方程是N-S方程的简化。
5、管内流体层流流动时其最大速度是平均速度的两倍。
6、无论是圆管水流还是明渠水流，流态判别雷诺数均为2300。
7、在温度场中，等温面可以是连续的，也可以是不连续的。
8、导温系数就是导热系数。
9、温度梯度是矢量，其方向沿等温面的法线指向温度增加的方向。
10、普朗特准数反映了物体的导热能力与蓄热能力之间的关系。
11、自然界中黑体并不存在，但灰体是广泛存在的。
12、实际物体的辐射力总是小于黑体，其辐射能量的分布遵守普朗克定律。
13、黑体就是黑色的。
14、质量浓度就是密度。
15、球形物体在静止流体中传质时，谢伍德准数为一固定值。
二、选择题（2分/题×10题=20分）1、不同的液体其粘滞性_______，同一种液体的粘滞性具有随温度_______而降低的特性。
A 相同降低B 相同升高C 不同降低D 不同升高2、在研究液体运动时,按照是否考虑粘滞性,可将液流分为A 牛顿液体流动及非牛顿液体流动;B 可压缩液流及不可压缩液流;C 均匀流动及非均匀流动;D 理想液体流动及实际液体流动。
3、雷诺数的物理意义是A.惯性力与压力之比；B.惯性力与重力之比；C.惯性力与黏性力之比；D.惯性力与表面张力之比；4、非恒定流是：A、；B、；C、；D、。
5、如模型比尺为1:20, 考虑粘滞离占主要因素，采用的模型中流体与原型中相同，模型中流速为50m/s,则原型中流速为______m/s。
A 11.1B 1000C 2.5D 2236、下列那个方程可描述自然对流给热？A ()Pr Re,f Nu =；B ()Pr ,Gr f Nu =；C ()Gr f Nu Re,=；D()Sc f Sh Re,=7、根据兰贝特定律，黑体的辐射力是其辐射强度的 倍。
冶金传输原理-动量传输-第4章 试题库
第4章 流动状态及能量损失【4-1】某送风平直管道，内径d=300mm,流量m in,/2.743m Q =风温25=t ℃，试判断管中流动状态。
解 管中平均风速为s m A Q v /5.173.0414.3602.742=⨯==查相关表得25℃时空气的运动粘度为,/1053.1526s m -⨯=ν管内气流的雷诺数为230010375.31053.153.05.17Re 56>⨯=⨯⨯===-νμρdu du 故空气在管道中做湍流流动。
【4-2】 设矩形截面（1.0m ×1.5m ）的砖砌烟道，排除温度t=600℃的烟气量Q=35000m 3/h,烟道长L=10m,表面粗糙度mm 5=∆,烟气的运动粘度,/109.024s m -⨯=ν烟气600℃时的密度,/403.030m kg =ρ求摩擦阻力。
解 烟气的平均流速s m u /48.636005.10.135000=⨯⨯= 烟道的当量直径m S A d e 2.1)5.10.1(2)5.10.1(44=+⨯==Re 为湍流）(86400109.02.148.6Re 4=⨯⨯==-νeud 烟道的相对粗糙度00417.012005==∆d 查图4.9得03.0=λ,代入达西公式——式（4.26），得222/115.2248.6403.02.11003.02m N u d l p =⨯⨯⨯==∆ρλ【4-3】 管道直径d=100mm,输送水的流量,/01.03s m q v =水的运动粘度,/10126s m -⨯=ν求水在管中的流动状态。
若输送s m /1014.124-⨯=ν的石油，保持前一种情况下的流速不变，流动又是什么状态？解 （1）雷诺数νvd=Re)/(27.11.014.301.04422s m d q v v =⨯⨯==π 23001027.11011.027.1Re 56>⨯=⨯⨯=∴- 故水在管道中是湍流状态。
冶金传输原理-动量传输-第2章 流体静力学 试题库
第2章 流体静力学【题2-1】如图2-1所示，一圆柱体,1.0m d =质量,50kg m =在外力N F 520=的作用下压进容器中，当m h 5.0=时达到平衡状态。
求测压管中水柱高度H=？图2-1 题2-1示意图解 γπ⨯+=+)(42h H d mg F m h d mg F H 6.125.081.99981.040404)(22=-⨯⨯⨯=-⨯⨯⨯+=πγπ【题2-2】两个容器A 、B 充满水，高度差为a 。
为测量它们之间的压强差，用顶部充满油的倒U 形管将两个容器相连，如图2-2所示。
已知油的密度。
油m a m h m kg 1.0,1.0,/9003===ρ求两容器中的压强差。
图2-2 题2-2示意图解 ：（略）参考答案：Pa p p B A 1075=-【题2-3】如图2-3所示，直径m d m D 3.0,8.0==的圆柱形容器自重1000N ，支撑在距液面距离m b 5.1=的支架上。
由于容器内部有真空，将水吸入。
若,9.1m b a =+求支架上的支撑力F 。
图2-3 题2-3示意图解: 略【题2-4】如图2-4所示，由上下两个半球合成的圆球，直径d=2m,球中充满水。
当测压管读数H=3m 时，不计球的自重，求下列两种情况下螺栓群A-A 所受的拉力。
（1） 上半球固定在支座上；（2） 下半球固定在支座上。
图2-4 题2-4示意图解 ：略【题2-5】矩形闸门长1.5m,宽2m(垂直于图面)，A 端为铰链，B 端连在一条倾斜角045=α的铁链上，用以开启此闸门，如图2-5所示。
量得库内水深，并标在图上。
今欲沿铁链方向用力T 拉起此闸门，若不计摩擦与闸门自重，问所需力T 为若干？图2-5 题2-5示意图解 ：略【题2-6】 如图2-6所示测量装置，活塞直径,35mm d =油的密度3/918m kg =油ρ，水银的密度3/13600m kg Hg =ρ，活塞与缸壁无泄露和摩擦。
冶金传输原理习题答案
第一章 流体的主要物理性质（吉泽升版）1-1何谓流体，流体具有哪些物理性质？答：流体是指没有固定的形状、易于流动的物质。
它包括液体和气体。
流体的主要物理性质有：密度、重度、比体积压缩性和膨胀性。
1-2某种液体的密度ρ=900 Kg ／m 3，试求教重度y 和质量体积v 。
解：由液体密度、重度和质量体积的关系知：)m /(88208.9900g 3N VG=*===ργ ∴质量体积为)/(001.013kg m ==ρν1.4某种可压缩液体在圆柱形容器中，当压强为2MN ／m 2时体积为995cm 3，当压强为1MN ／m 2时体积为1000 cm 3，问它的等温压缩率k T 为多少? 解：等温压缩率K T 公式(2-1): TT P V V K ⎥⎦⎤⎢⎣⎡∆∆-=1 ΔV=995-1000=-5*10-6m 3注意：ΔP=2-1=1MN/m 2=1*106Pa将V=1000cm 3代入即可得到K T =5*10-9Pa -1。
注意：式中V 是指液体变化前的体积1.6 如图1.5所示，在相距h ＝0.06m 的两个固定平行乎板中间放置另一块薄板，在薄板的上下分别放有不同粘度的油，并且一种油的粘度是另一种油的粘度的2倍。
当薄板以匀速v ＝0.3m/s 被拖动时，每平方米受合力F=29N ，求两种油的粘度各是多少?解：流体匀速稳定流动时流体对板面产生的粘性阻力力为YA F 0yx νητ==平板受到上下油面的阻力之和与施加的力平衡，即hh F 0162/22/h νηνηνητ=+==合代入数据得η=0.967Pa.s第二章 流体静力学（吉泽升版）2-1作用在流体上的力有哪两类，各有什么特点? 解:作用在流体上的力分为质量力和表面力两种。
质量力是作用在流体内部任何质点上的力，大小与质量成正比，由加速度产生，与质点外的流体无关。
而表面力是指作用在流体表面上的力，大小与面积成正比，由与流体接触的相邻流体或固体的作用而产生。
冶金传输原理2
1、有一水平放置的钢坯，长1.5m ，宽0.5m ，黑度0.6ε=，周围环境温度为20C ︒，试比较钢坯温度在200C ︒和1000C ︒时，钢坯上表面由于辐射和对流造成的单位面积热损失？ 解：钢坯上表面单位面积的辐射热损失200C ︒时：44202002730.6 5.671702.9/100100T E C W m ε+⎛⎫⎛⎫==⨯⨯= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭1000C ︒时：4210002730.6 5.6789340.4/100E W m +⎛⎫=⨯⨯= ⎪⎝⎭钢坯上表面单位面积的对流热损失 定型尺寸0.5 1.512L m +== 1Tβ= 200C ︒时：定型温度2002011022w fm t t t C ++===︒ ()23.2710/24.24/Pr 0.687W m C v m s λ-=⨯⋅︒==()()()3392269.811200200.687Pr Pr 5.41011027324.2410gL Gr t vβ-⨯⨯-⨯⋅=⋅∆⋅==⨯+⨯⨯属于湍流：()()193Pr 0.15 5.410263num m N C Gr ∴=⋅=⨯⨯=()22263 3.27108.6/1um N a W m C L λ-⨯⨯===⋅︒()()28.6200201548/c w f q a t t W m =-=⨯-=1000C ︒时：定型温度10002051022w fm t t t C ++===︒ ()25.7510/79.4/Pr 0.688W m C v m s λ-=⨯⋅︒==()()()39269.8111000200.688Pr 1.41051027324.2410Gr -⨯⨯-⨯⋅==⨯+⨯⨯属于湍流：()()193Pr 0.15 1.410165.4num m N C Gr ∴=⋅=⨯⨯=()22263 3.27109.5/1a W m C -⨯⨯==⋅︒()28.61000209318.5/c q W m =⨯-=2、试估算350C ︒及82atm 下氢气通过储气瓶的漏损量？已知：气瓶直径为200mm 、长1.8m 、壁厚25mm 。
冶金传输原理复习
流体：流体是一种受任何微小剪切应力作用能持续变形的一种物质流体的粘性：流体在变形或流动时，其本身所具有的阻滞流动或变形的性质。
流体的粘度：衡量流体粘性大小的物理量;可压缩性：指在压力作用下，流体的体积发生明显的变化。
理想流体: 粘性为0的流体（实际并不真正存在）实际流体: 具有粘性的流体压强：垂直作用于单位面积流体上的压力，称为压强。
压强表示方法：一个标准大气压的精确值为101.325Pa，它是指一个标准大气压比绝对零压高101.325Pa。
绝对压强：凡是用绝对零压作起点计算的压强，称为绝对压强。
表压：表示流体的绝对压强比大气压高出的数值。
表压强=绝对压强-大气压强表面力：指作用在所研究流体表面上的力，是流体微团与周围环境在界面产生的相互作用力，如压力、粘性力和表面张力等。
表面力的大小与其表面积的大小呈正比，是作用在表面上的力。
体积力（质量力）：指作用在流体内所有流体质点上，且与质量成正比的力，它本身是一种非接触力。
如重力、惯性力、电磁力等。
质量力的大小与其质量的大小呈正比，它可以远距离作用在流体内部的每一个质点上。
故称远程力。
流体流动的起因及分类：自然流动：无外力作用，由于流体本身的性质导致的流动。
(河水，风…）。
强制流动：在外力作用下产生的流体的流动。
（自来水管，水泵…）h强制＞h自然速度场：速度在空间和时间上的分布状态。
速度梯度：垂直于流体运动方向的速度变化率，或称速度梯度。
边界层：受固体壁面的影响速度急骤变化的区域0≤y≤δ(x)为边界层稳态流动：在流体的任何空间点处，流体的速度即其他物理量均不随时间而改变，仅与空间位置有关非稳态流动：在流体的任何空间点处，流体的速度和其他物理量只要有一项随时间而改变，这时运动要素就不仅与这些点的空间位置有关，而且与时间有关动量通量：单位时间通过单位面积的动量量，称为动量通量。
动量通量=mu/(t.A) =ρu2流动量通量：由于流体流动引起的动量传输，即前述定义式；其传输方向与流体流动方向一致。
冶金传输原理复习试题库
一、名词解释1 流体：能够流动的物体。
不能保持一定的形状，而且有流动性。
2 脉动现象：在足够时间，速度始终围绕一平均值变化，称为脉动现象。
3 水力粗糙管：管壁加剧湍流，增加了流体流动阻力，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 湍流：流体流动时，各质点在不同方向上做复杂无规那么运动，相互干扰的运动。
这种流动称为湍流。
6 流线：在同一瞬时，流场中连续不同位置质点的流动方向线。
7 流管：在流场取任意封闭曲线，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：流体通过固体外表流动时，在紧靠固体外表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:要使这类流体流动需要有一定的切应力ι时流体处于固结状态，只有当切应力大于ι时才开场流动。
12稳定流:运动参数只随位置改变而与时间无关，这种流动就成为稳定流。
13非稳定流:流场的运动参数不仅随位置改变，又随时间不同而变化，这种流动就称为非稳定流。
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，与时间无关。
16 水头损失:单位质量〔或体积〕流体的能量损失。
17 沿程阻力:它是沿流动路程上由于各流体层之间的摩擦而产生的流动阻力，也叫摩擦阻力。
18 局部阻力:流体在流动中因遇到局部障碍而产生的阻力。
19脉动速度:脉动的真实速度与时均速度的差值成为脉动速度。
20 时均化原那么:在某一足够长时间段以平均值的速度流经一微小有效断面积的流体体积，应该等于在同一时间段以真实的有脉动的速度流经同一微小有效断面积的流体体积。
21热传导:物体各局部之间不发生相对位移时，依靠分子、原子及自由电子等微观粒子的热运动进展的热量传递称为热传导。
冶金传输原理习题
动量传输伯努利方程的实质是什么？它说明了什么问题？伯努利方程能否用于压缩型流体及非稳态流动？能量守恒定律在动量传输中的应用。
在理想的流体中任何一点的位压头、静压头和动压头的总和是不变的。
不能。
断面为150mm × 400mm 的管道，标态下风量为2700m3/h ，求平均标态流速。
又若出口断面扩大为300mm ×400mm ，风温升高为45℃，求出口平均风速。
又假若要求出口风速为20 m/s ，求出口圆管直径应为多少（标态下）？ 平均标态流速：2700/360012.5m/s 0.1500.4s V u A ===⨯ 稳态流动质量流量不变：111222u A u A ρρ= 根据气体状态方程：122127345318273273T T ρρ+=== 出口平均风速为：11122231812.50.150.47.28m/s 2730.30.4u A u A ρρ⨯⨯⨯===⨯⨯ 出口圆管面积：2112212.50.150.40.0375m 20u A A u ⨯⨯===出口圆管直径：0.219m d ===一渐缩管道大截面处d 1=8 cm, u 1=10 m/s,小截面处d 2=3 cm ，今各截面速度均匀，求流过该管道不可压缩流体的体积流量的小截面处流速u 2。
体积流量：231110 3.14/40.080.05m /s s V u A ==⨯⨯= 小截面处流速：21122210 3.14/40.0871.1m/s 3.14/40.03u A u A ⨯⨯===⨯流体流动有哪两种形态，各有何特点？如何判断？流体的流动可分为层流和湍流特点：层流：规则的层状流动，流体的层与层之间和不相混，轨迹为平滑的随时间变化的曲线。
湍流：无规则的运动方式，质点轨迹杂乱无章而且迅速变化，流体微团在向流向运动的同时，还作横向、垂向及局部逆向运动，与周围流体混掺，是随机的、三维的运动。
判断：对内表面光滑的圆截面直管衡量流动状态：当Re<2300时，流动呈层流。
冶金传输原理大作业--相似原理在冶金工程中的应用
式中：Fr，l ，v ，Q 为原型的参数；Fr1 ，l1 ，������1 ，������1 为模型参数：
g 为重力加速度；l 为特征长度；v 为流量。 参考文献： [1] 田恩华，李东侠，崔衡等. 钢包底吹氩工艺优化的物理模拟 特殊钢 2014.2 第 35 卷第 1 期 [2] 冯捷，崔衡，唐德池等. 板坯连铸 IF 钢中间包控流装置优化 水模型研究 铸造技术 2010. 2 第 31 卷第 2 期 [3] 张玉柱，龙跃，王少宁，邢宏伟. 相似原理在冷态模拟粒化 钢渣中的应用 东北大学学报(自然科学版) 2010.2 第 31 卷第 2 期 [4] 李俊桥，李玉刚，彭小辉等. 不同宽度板坯结晶器浸入式水 口优化的水模研究 2011 年第九届全国连铸学术会议 2011.9
析原理中相似准数的量纲为零，由此可以得到以下几个准数： ������1 =
������������
−2 ������ 2 ������1 ������1 1
(1)������2 =
������������ −1 ������1 ������1
(2)������3 =
������
−1 ������ 2 ������ −1 ������1 1 1
塑料粒子模拟固体保护渣。 为了确保模型结晶器内流体的流动特征同 原型内相似，应当保证两者的动力学和几何相似。根据相似原理，采 用 Fr 准数模型，为了保证进行水模型的研究，实验中利用粘性流体 自身的稳定性和自模化性，采取近似模化法。而 Re 数处于同一自模 化区，则有：
2 ������������
=1
通过相似原理推导出几个准数， 建立起石蜡试验和液态钢渣试验 的关系。 根据石蜡粒化过程中的现象和参数选择来确定液态钢渣粒化 过程中的现象和参数选择。 这样可以避免直接应用液态钢渣进行高温 试验，降低了试验成本和粒化设备的复杂程度，同时也达到了解决实 际问题的效果。
冶金传输原理习题集
《冶金传输原理—传热传质》部分习题集一、概念题-11. 温度场2. 温度梯度3. 对流给热（对流换热）4. 热流量与热通量5. 流向传质与非流向传质6. 热通量与传质通量7. 黑体8. 黑度（辐射率） 9. 热辐射 10. 有效辐射 11. 角系数 12. 非稳态导热13. 导热问题第三类边界条件（导热问题第一类边界条件） 14. 热边界层（传质边界层） 15. 努塞尔特准数及其物理意义 16. 格拉晓夫准数及其物理意义 17. 施密特与修伍德准数的表达式 18. 傅立叶准数及其物理意义 19. 修伍德准数的表达式 20. 傅立叶准数的物理意义二、概念题-21. 在平板层流给热分析解法求解对流给热系数的过程中，层流边界层对流给热微分方程组有四个微分方程，若用文字或数学解析式表达，它们分别是① 、② 、③ 、和④连续性方程（0=∂∂+∂∂y v x v y x ）。
2. 影响流体对流给热系数的因素可以归结为四个方面。
他们是 、 、温度 和 壁面几何形状与位置。
3. 求解传热微分方程或传质微分方程的定解条件一般有四类，分别是 、 、 和边界条件。
4. 根据斯蒂芬－波尔兹曼定律和有关实际物体黑度的定义，实际物体的辐射力与温度的关系可表示为：E ＝ w/m 2，其中 ε 称为物体的黑度，或称 ，其值介于0～1之间。
5. 对三维稳态导热的有限差分方法来说，任何一个内部节点的温度，其实就等于周围相邻节点温度的 ，即t i,j,k = 。
6. 影响流体对流给热系数的因素可以归结为四个方面。
它们分别为：流体流速、 、 和 。
7. 根据动量守恒定律，可以推导出纳维－斯托克斯方程；根据 ，可以推导出传热微分方程；根据质量守恒定律则可以分别推导出流体连续性方程方程和 微分方程。
8. 研究对流给热的主要任务，就是求解对流给热系数h 。
一般求解h 的方法有四种，它们分别是 、边界层近似积分解、 、和 。
9. 如果动量传输微分方程可以写作x x x x xz x y x x x g x pz v y v x v v z v v y v v x v v v +∂∂+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+∂∂+∂∂=∂∂+∂∂+∂∂+∂∂ρτ1222222，则热量传输微分方程可以写作 ，质量传输微分方程可以写作 。
冶金传输原理
1传输过程：传输过程是从非平衡状态朝平衡状态转移的过程。
2连续介质模型：将流体看成是由无数多个流体质点所组成的密集而无间隙的连续介质，也叫做流体连续性的基本假设。
3流体的粘性：在作相对运动的两流体层的接触面上，存在一对等值而反向的作用力来阻碍两相邻流体层作相对运动。
6迹线：迹线就是流体质点运动的轨迹线。
7流线：在同一瞬时流场中的不同位置质点的流动方向线。
8流管：在流场内取任意封闭曲线L，通过曲线L 上每一点连续地作流线，则流线族构成一个管状表面叫流管。
9流束：在流管内取一微小曲面dA，通过dA上每个点作流线，这族流线叫流束。
10层流：流体在运动方向上分层运动，各层互不干扰和渗混，这种流线呈平行状态的流动成为层流。
11紊流：各质点在不同方向上作复杂的无规则运动，互相干扰地向前运动，这种流动成为湍流。
13沿程阻力：它是沿流动路程上由于各流体层之间的内摩擦而产生的流动阻力，因此也叫做摩擦阻力。
14局部阻力：流体在流动中因遇到局部障碍而产生的阻力称为局部阻力。
16数学分析法：数学分析法是从物理概念出发进行数学分析，建立起物理过程的数学方程式来揭示各有关物理参数之间的联系，然后在一定边界条件下求解。
17实验法则：实验法则是对某一具体的物理过程以实验测试为手段，直接对过程的有关物理量进行测定，然后根据测定结果找出各相关物理量之间的联系及变化规律。
18相似准数：在相似系统的对应点上，由不同物理量所组成的量纲为1的综合数群的数值必须相等，这个量纲为1的量往往称为无量纲量，综合数群叫相似准数。
19：量纲：物理量所属于的种类，称为这个物理量的量纲。
20：热量传输：热量传输是研究不同物体之间或者同一物体不同部分之间存在温差时热量的传递规律。
21：导热：物体各部分之间不发生相对位移时，依靠分子、原子及自由电子等微观粒子的热运动进行的热量传递称为热传导，简称导热。
22:对流：对流是指流体各部分之间发生的相对位移，冷热流体相互掺混所引起的热量传递方式。
冶金传输原理试题标准答案
西安建筑科技大学研究生试卷冶金传输试题答案一、解释名词（共20分，每题5分）1、连续介质答：将流体视为由连续不断的质点构成的、内部不存在间隙的介质。
连续介质是研究流体运动的一种模型概念2、牛顿流体答：符合牛顿粘性定律，流体剪切应力与速度梯度的一次方成正比的流体。
3、温度梯度答：温度场中任意一点沿等温面法线方向的温度增加率。
4、热边界层答：流体与固体进行对流换热时，在流体与固体表面间形成具有温度梯度的流体薄层。
二、回答问题（共30分，每题6分）1、什么是迹线？什么是流线？它们有什么区别？①在连续介质的流场中，流体质点在某一段时间间隔内经过的路线叫做迹线。
②在连续介质的流场中，相邻流体质点于同一瞬间的速度向量所构成的连线称为流线。
③迹线是对某一流体质点而言的，它表示在某一段时间间隔内某一特定的流体质点在空间所经过的路线；流线则是对连续分布的许多质点而言的，它表示某一特定时刻这些质点的运动方向。
在稳定流动中，各质点的速度不随时间而变化，因而在不同时刻，流体质点是沿着不变的流线流动，所以流线与迹线重合。
2、什么是层流流动？什么是湍流流动？如何判断两种流动状态？答：①当流体流动时，流体在流动方向上水平平行流动，各层间无横向干扰和掺混。
如果是管流流动是平行管轴的平行流动，此种流动状态称为层流流动。
②当流体流动时，流体质点在各方向都有分速度，相互干扰和掺混的向前，全部流场中流体质点做复杂的无规则运动。
这种流动状态称为湍流流动。
③通常用雷若准数（R e=uρd/μ）1）由紊流向层流转变时R e=23002）由层流向紊流转变时R e可达138003、什么是稳定态传热？什么是非稳定态传热？举例说明。
答：①稳定温度场下发生的传热叫稳定态传热。
所谓稳定温度场是指温度场仅是空间坐标的函数，与时间无关。
以导热为例，发生稳定态导热时，物体各处温度不随时间变化，物体不吸热，也不放热，没有热量的积蓄，仅起导热作用。
例如连续加热炉的炉墙导热。
冶金传输原理期末试卷1
上海应用技术学院 — 学年第 学期《冶金传输原理》考试（1）试卷课程代码: 学分: 考试时间: 分钟课程序号: 班级： 学号： 姓名: 我已阅读了有关的考试规定和纪律要求，愿意在考试中遵守《考场规则》，如有违反将愿接受相应的处理。
一.选择题（每题1分，共15分）1.流体动力粘度的单位为： （1）Pa.s (2)Kg.s/m 2 (3) 泊 (4)m 2/s2．流体在管道内进行层流流动时，其平均速度和最大速度之间的关系为：（1）max x x υυ= (2) max 21x x υυ= (3) max 82.0x x υυ= (4) 71max υυ=x 3. 流体单位体积的静压能、位能和动能的表示形式为：（1）P/ρ, gz, u 2/2 (2)PV, mgz, mu 2/2(3) P/r, z, u 2/2g (4)P, ρgz, ρu 2/24．在湍流光滑管区，沿程阻力系数的表达式为：（1）)(Re,∆=f λ （2）)(∆=f λ（3）(Re)f =λ （4）Re /64=λ5.已知空气在某一截面的温度为t 1=62℃，则该处的音速为：（1）331 (2)0.8 (3)1.6 (4)250（已知空气的k=1.4,R=287J(Kg ·K)）6.下列关于可压缩气体流动描述正确的是：（1）亚音速气体流动时速度随着截面积的增加而增加；（2）超音速气体流动时速度随着截面积的增加而增加；（3）亚音速气体流动时压力随着截面积的增加而减小；（4）超音速气体流动时压力随着截面积的增加而增加；7．在求薄材的加热和冷却时，对于无限大平板，其定性尺寸取：（1） 平板的厚度 （2）平板的宽度（3） 平板的1/2厚度 （4）以上三个都不对8．已知Nu=hL/λ，B i =h ΣL/λ，请问下面哪种描述是正确的。
（1）Nu 和B i 是相同的。
（2）λ(Nu)与λ(Bi)是相同的。
（3）h 和h Σ是一样的。
冶金传输原理-动量传输-第3章 试题库
第3章 流体动力学【题3-1】 在生产过程中常用设备位置的高度差来使流体以一定 的流速或流量流动，如水塔、高位槽或虹吸等。
这类计算可归纳为已知高度差求流速或流量；或者求出欲达到某一流量须保持若干高度差。
如图3-1所示，水槽液面至管道出口的垂直距离保持在6.2m,水管全长330m,管径为。
mm mm 4100⨯φ如果此流动系统中压头损失为O mH 26，试求管路中每分钟可达到的流量。
图3-1 题3-1示意图解 取水槽液面为1—1截面，水流出口为2—2截面，取水平基 准面通过水管中心。
列出1—1截面至2—2截面之间的伯努利方程式为'2222112122w h z g p g u z g p g u +++=++ρρ 因为水平基准面通过截面2—2，所以m z z 2.6,012==。
液面因为水 流出口均与大气相通，故121==p p 大气压。
因截面1—1比2—2要大的多，所以可近似认为01=u 。
已知O mH h w2'6=，将这些数值代入得622.622+=gu ，解出s m g u /98.122.02=⨯=于是水的流量min /79.0/013.0092.0498.1433222m s m d u Q ==⨯⨯=⨯=ππ【题3-2】 采用如图3-2所示的集流器测量离心风机的流量。
已知风机吸入管道的直径d=350mm,插入水槽中的玻璃管内水升高h=100mm,空气的密度,/2.13m kg =ρ水的密度为,/10003'm kg =ρ不考虑损失，求空气的流量。
图3-2 题3-2示意图解 取吸水玻璃管处为过流断面1—1，在吸入口前的一定距离， 空气为受干扰处，取过流断面0—0，其空气压力为大气压a p ，空气流速近似为0，00≈v 。
取管轴线为基准线，且0'10=-w h ，则列出0—0和1—1两个缓变流断面之间的能量方程为gv g p g p a 2000211++=++ρρ 而gh p p a '1ρ-=，所以sm gh g gh p p g g p p g v a a a /43.402.110001.0807.922)(223''11=⨯⨯⨯==--=-=ρρρρρs m d v q v /89.335.0442.4043221=⨯⨯==ππ【题3-3】 如图3-3所示，求单位宽度二维槽道内水的流量，忽略能量损失。
冶金传输原理-热量传输-第6章 导热 试题库
【题6-1】 一窑炉的耐火硅砖炉墙为厚度mm 250=δ的硅砖。
已知内壁面温度,15001C T ︒=外壁面温度为,4002C T ︒=，试求每平方米炉墙的热损失。
已知硅砖在400～1500℃区间的平均热导率为T 0007.093.0+=λ。
解：)/(60.1)/(240015000007.093.00007.093.0C m W C m W T ︒⋅=︒⋅⎪⎭⎫⎝⎛+⨯+=+=λ 2221/7040/25.0)6731773(60.1)(m W m W T T q =-⨯=-=δλ【题6-2】 已知灰铸铁、空气及湿砂型的热导率分别为)/(0321.0)/(3.50C m W C m W ︒⋅︒⋅、及)/(13.1C m W ︒⋅，试比较1mm 厚灰铸铁、空气及湿砂型的热阻。
试问：在砂型铸造中，气隙的作用是否可以忽略？解：导热热阻,λδ=T R 故有灰铸铁 W C m R T /1098.13.50001.025︒⋅⨯==- 空气 W C m R T /1012.30321.0001.022︒⋅⨯==-湿砂型 W C m R T /1085.813.1001.024︒⋅⨯==-1mm 的空气隙的热阻相当于灰铸铁热阻的1500余倍，因此在铸铁冷却分析中，气隙的作用是不可忽略的因素。
【题6-3】某热风管外径为812mm,厚5mm ，为了保温，热风管内砌有厚115mm 的硅藻土砖，且砖间垫有20mm 厚的石棉板。
已知热风温度为700℃，风管外表面温度为50℃，求每米热风管的导热量。
已知硅藻土及石棉板导热系数分别为;)/(1020.048.031C m W T ︒⋅⨯+=-λ。
)/(1019.0157.032C m W T︒⋅⨯+=-λ提示：因钢的导热系数大且管壁薄，可忽略其热阻。
解： 热风管可看做由硅藻土砖和石棉板组成的双层圆筒壁导热。
平均传热面积为)(011.2266.0381.0ln )266.0381.0(14.32ln)(2212121m L L r r r r L A =-⨯⨯=-=π)(456.2381.0401.0ln )381.0401.0(14.32ln)(2223232m L L r r r r L A =-⨯⨯=-=π设,2502C T ︒=则)/(576.022507001020.0048.031C m W ︒⋅=+⨯⨯+=-λ)/(185.02502501019.0157.032C m W ︒⋅=+⨯⨯+=-λ得 )(4536456.2185.002.0011.2576.0115.050070022211121W L L L A A T T Q =⨯+⨯-+-=λδλδC LL A QT T ︒=⨯⨯-=-=249001.2576.0115.0453670011112λδ 与假设值,2502C T ︒=相近，计算结果有效，故每米热风管导热量为m W LQq /4536==【题6-4】 一块厚200mm 的钢板，初始温度为30℃，放入1200℃高温加热炉内两面对称加热。
冶金传输原理.
理想流体的有旋及无旋流动1.流体微团____ 。
(A) 具有规则的几何形状(B) 质量大小不受限制(C) 线尺度是小量2.流体微团的变形速度包括____ 。
(A) 线变形速度(B) 角变形速度(C) 旋转角速度(D) 前三者之和3.旋转角速度是____ 。
(A) 标量(B) 矢量(C) 既不是标量也不是矢量4.流体微团的旋转角速度____ 。
(A)于刚体转动的情况相同(B) 随时随地都可以改变(C) 收到变形速度的影响5.涡量和旋转角速度的关系是____ 。
(A) 相等(B) 涡量等于旋转角速度的两倍(C) 没有一定关系6.流体作有旋运动的特征是____ 。
(A)流体质点的运动轨迹是曲线(B) 速度的旋度非零(C) 涡量的三个分量都不等于零7.速度势只存在于____ 。
(A)不可压缩流体的流动中(B) 可压缩流体的定常流动(C) 无旋流动中(D) 二维流动中8.速度势函数____ 。
(A)梯度为速度(B) 满足拉普拉斯方程(B)在不可压缩流动中满足拉普拉斯方程(D) 在定常流动中满足拉普拉斯方程9.流函数存在于____ 。
(A)不可压缩流体的流动中(B) 可压缩流体的平面流动中(C) 不可压缩流体的轴对称流动中(D) 任意二维流动中10.平面流动的流函数____ 。
(A)在无旋条件下满足拉普拉斯方程(B)在流场中两点的差值与过两点间的曲线的流量相等(C)在流场中两点的差值与过两点间的曲线的环量相等11.不可压缩流体的平面无旋流动____ 。
(A)同时存在速度势函数和流函数(B) 等势线与流线正交(C) 不一定存在速度势函数和流函数(D) 速度势函数和流函数均为调和函数12.两个不可压缩的平面无旋流动的速度场叠加，则其____ 。
(A)速度势函数也叠加(B) 流函数也叠加(C) 速度势函数大喝流函数不满足叠加关系13.偶极子可以看成是____叠加的极限过程的产物。
(A)点源与点涡(B) 点汇与点涡(C) 等强度点源与点汇(D) 不等强度点源与点汇14.均匀流绕圆柱体无环量流动是由____和____叠加而成的。