冶金传输原理(吴树森版)复习题库
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。
冶金传输原理考试题
冶金传输原理考试题一、选择题（每题2分，共30分）请在每道题的括号内选择出正确答案，并将其序号填写在答题卡上。
1. 冶金传输原理主要研究的是（）。
A. 金属的冶炼过程B. 金属的物理性质C. 金属的化学性质D. 金属的机械性质2. 冶金传输原理课程的教学目标是培养学生掌握（）。
A. 冶金工艺设计的基本原理B. 金属材料的性能分析方法C. 输送过程中温度、压力、流动速度等参数的计算能力D. 冶金设备的选择与配置能力3. 冶金传输原理的基本假设之一是（）。
A. 金属在输送过程中不会发生相变B. 输送过程中不考虑能量损失C. 流体处于非稳定状态D. 输送过程中不考虑阻力4. 输送系统中由于管道摩擦而产生的能量损失称为（）。
A. 动能损失B. 摩擦损失C. 管道耗散D. 流体摩擦阻力5. 管道输送中的瞬时损失主要是指（）。
A. 弯头和管径突变带来的局部阻力B. 管道与周围环境的传热损失C. 由于管道内液体流动产生的压力波动造成的损失D. 输送过程中发生的事故导致的能量损失二、判断题（每题2分，共20分）请在每道题的括号内选择出正确答案，并将其序号填写在答题卡上。
1. 对于非牛顿流体，其粘滞系数与应变速率呈正相关。
（）A. 正确B. 错误2. 液体在沿管道流动时，由于摩擦阻力将产生管道壁面附近的速度剖面，即流速剖面会变平整。
（）A. 正确B. 错误3. 定常流体运动的主要特点是流量、速度和流态都随时间的变化而变化。
（）A. 正确B. 错误4. 弯头对流体流动的阻力主要是由于流体在弯头处的对流和扰动效应引起的。
（）A. 正确B. 错误5. 管道摩阻系数是和管道长度成正比的。
（）A. 正确B. 错误三、简答题（每题10分，共30分）请简要回答下列问题，并将答案写在答题卡上。
1. 请简述流体的黏度和流变特性对管道输送过程的影响。
答案：黏度是流体流动的基本性质之一，对管道输送过程中的摩擦阻力、能量损失和泵功耗等起到重要影响。
冶金传输原理考研试题及答案
冶金传输原理考研试题及答案一、选择题（每题2分，共10分）1. 在冶金过程中，下列哪项不是影响金属传输速率的因素？A. 温度B. 压力C. 金属的化学性质D. 金属的物理状态答案：B2. 冶金传输原理中，扩散系数与温度的关系通常可以用以下哪个方程描述？A. D = D0 * exp(-Q/RT)B. D = D0 * exp(Q/RT)C. D = D0 / (1 + exp(Q/RT))D. D = D0 * (1 + exp(-Q/RT))答案：A3. 在冶金过程中，金属的传输主要通过哪种机制？A. 对流B. 扩散C. 过滤D. 电迁移答案：B4. 下列哪项不是影响金属溶解速率的因素？A. 金属的晶格结构B. 溶液的浓度C. 金属的表面粗糙度D. 溶液的pH值答案：C5. 在冶金传输原理中，哪种类型的边界条件通常用于描述固体表面的传输现象？A. 狄利克雷边界条件B. 诺伊曼边界条件C. 罗宾边界条件D. 周期性边界条件答案：C二、简答题（每题10分，共30分）1. 简述冶金过程中对流传输和扩散传输的区别。
答案：对流传输是指流体中的物质由于整体运动而发生的宏观传输，它与流体的流动速度直接相关，通常发生在流体中，传输速率较快。
扩散传输是指由于分子或原子的热运动导致的微观传输，它不需要整体运动，可以在静止的介质中发生，传输速率相对较慢。
2. 描述冶金传输原理中的菲克第一定律及其物理意义。
答案：菲克第一定律描述了稳态扩散过程中，单位时间内通过单位面积的扩散通量与浓度梯度成正比的关系，即J = -D * (dc/dx)，其中J是扩散通量，D是扩散系数，dc/dx是浓度梯度。
这一定律的物理意义在于，它表明了物质从高浓度区域向低浓度区域传输的速率与浓度梯度的大小成正比，且与介质的扩散性质有关。
3. 解释为什么在冶金过程中需要考虑金属的热力学性质和动力学性质。
答案：在冶金过程中，金属的热力学性质决定了反应的方向和平衡状态，而动力学性质则决定了反应的速率。
(整理)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 VK ⎥⎦⎤⎢⎣⎡∆∆-=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 0y x 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。
冶金传输原理复习习题
冶金传输原理复习习题一、当一平板在一固定板对面以0.61m/s的速度移动时（如下图），计算稳定状态下的动量通量（N/m2）。
板间距离为2mm，板间流体的粘度为2×10-3Pa.s。
动量通量的传递方向如何？切应力的方向呢？二、温度为38℃的水在一平板上流动(如下图)⑴、如果再x=x1处的速度分布为Vx=3y--y3，求该点壁面切应力。
38℃水的特性参数是⑵、在y=1mm和x=x1处，沿y方面传输的动量通量是多少？⑶、在y=1mm和x=x1处沿x方向有动量传输吗？若有，它是多少（垂直于流动方面的单位面积上的动量通量）？三、已知空气流动速度场为Vx=6（x+y2）,Vy=2y+z3，Vz=x+y+4z,试分析这种流动状况是否连续？四、在金属铸造及冶金中，如连续铸造、铸锭等，通常用浇包盛装金属液进行浇注，如图所示。
设m i是浇包内金属液的初始质量，m c是需要浇注的铸件质量。
为简化计算，假设包的内径D是不变的、因浇口的直径d比浇包的直径小很多，自由液⑴的下降速度与浇口处⑵金属液的流出速度相比可以忽略不计，求金属液的浇注时间。
五、毕托管是用来测量流场中一点流速的仪器。
其原理如图所示，在管道里沿流线装设迎着流动方向开口的细管，可以用来测量管道中流体的总压，试求毕托管的测速公式？六、如图所示为测量风机流量常用的集流管实验装置示意图。
已知其内径D=0.3m空气重度γa=12.6N/m3，由装在管壁下边的U形测压管（内装水）测得Δh=0.25m。
问此风机的风量Q为若干？七、从换热器两条管道输送空气至炉子的燃烧器，管道横断面尺寸均为400mm×600mm，设在温度为400℃时通向燃烧器的空气量为8000kg/h，试求管道中空气的平均流速。
在标准状态下空气的密度为1.293kg/m3。
八、某条供水管路AB自高位水池引出如图所示。
已知：流量Q=0.034m3/s;管径D=15cm；压力表读数ΡB=4.9N/cm2；高度H=20m。
材料加工冶金传输原理考试题
材料加工冶金传输原理考试题
1. 请解释什么是材料加工的传输原理？
2. 描述一下热传导传输原理在材料加工中的应用。
3. 如何利用扩散传输原理改善材料的性能？
4. 请解释液体金属在浇注过程中的传输原理。
5. 描述一下材料加工中的质量迁移传输原理。
6. 什么是材料的力学传输原理？它在加工过程中的作用是什么？
7. 请解释材料加工中的辐射传输原理及其应用。
8. 课堂教学和实际实验中材料加工过程中可能遇到的传输原理问题有哪些？
9. 利用传输原理如何解决材料加工过程中的质量控制问题？
10. 为什么传输原理在材料加工冶金中起着重要的作用？。
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。
材料加工冶金传输原理第九章(吴树森版)
第九章 导热
• 稳定阶段
是指导热体经过无限长时间后导热体内、外达到新 的稳定状态。
三个阶段中，本章仅研究正规阶段内热量传递规律。
研究此类问题的任务是：
1）确定被加热或被冷却物体内部某点达到预定温度 所需经历的时间，以及该期间所供给或放出的热量。 2）经过一定时间后物体内某点的温度。 3）物体内部最大温差及其所产生的热应力和热变形 是否会造成安全问题。
第九章 导热
温度场分离变量
带入式（9-29），则
将上式分离变量得
第九章 导热
第九章 导热
考虑边界条件 当x=0时，X必须为0，因此C1=0
第九章 导热
当Y=∞时，Y必须为0，因此C3=0 于是
故乘积解为
当Y=0时，Y必须为T0，因此
第九章 导热
第九章 导热
5 一维非稳态导热
非稳态导热的基本概念 不稳态导热的特点 （1）物体内温度随时间变化； （2） 不同位置达到指定温度的实际不同； （3） 热量随时间而变化。 一大平板，突然放入加热炉中加热，平板受 炉内烟气环境的加热作用伴随着热流向平板 中心的传递，其温度就会从平板表面向平板 中心随时间逐渐升高，其内能也逐渐增加， 右图显示了大平板加热过程中温度 总之，在非稳态导热过程中物体内的温度和热流都是在不断的变化，而且是一 个不断地从非稳态到稳态的导热过程，也是一个能量从不平衡到平衡的过程。
第九章 导热
采用了过余温度，半个平板厚度适用的微分方程及定解条件 可表示为
第九章 导热
第九章 导热
w tf t w f ( Bi, Fo ) 0 tf t0
x δ
表面上的过余温度 壁中心过余温度
任意点x的过余温度
m tf t m f ( Bi, Fo ) 0 tf t0
《冶金传输原理》吴铿编高质量传输习题参考问题详解
第十六章习题参考答案（仅限参考）1. 解：（1）44444262638382290.27%CH CH CH CH CH C H C H C H C H CO CO y M y M y M y M y M ω==+++（2）44262638382216.82CH CH C H C H C H C H CO CO M y M y M y M y M =+++= （3）4449.6210CH CH p y p Pa ==⨯2. 解：52AB 1/31/3A B1.5610/D m s p V V -==⨯+3. 解：CH 4的扩散体积24.42，H2的扩散体积7.072AB 1/31/3A B 3.1910/D m s p V V ==⨯+-54. 解：（1）22222222 3.91/CO CO O O H O H O N N v v v v v m s ωωωω=+++= （2）22222222 4.07/m CO CO O O H O H O N N v y v y v y v y v m s =+++= （3）()()()22222220.212/CO CO CO CO CO CO M p kg m s RT ρ=-=-=-⋅j υυυυ （4）()()()2222225.33/CO CO CO CO m CO m p c mol m s RT=-=-=-⋅J υυυυ5. 解：（1）21% （2）21%（3）15.46pVm nM M kg RT === （4）230.117/O mkg m V ρ==（5）230.378/N mkg m V ρ==（6）30.515/mkg m Vρ==空气（7）317.4/c mol m Mρ==空气空气（8）29.6g/mol（9）2247.910N N p y p Pa ==⨯6. 证明：A A A A AA A AB B A A B Bm n M x M m n M n M x M x M ω===++ 得证。
材料加工冶金传输原理吴树森
M
ABM CD
d
(
dx 0
vxdy)dx
从AC面流出的动量：v
d dx
(
0
vxdy)dx
2024/10/10
11
x方向净输出动量的速率：
0
vx2dy
d dx
(
0
vx2dy)dx
0
vx2dy
v
d dx
(
0
vx dy )dx
d dx
(
0
vx2dy)dx
v
d dx
(
0
vx dy )dx
净输出控制体的动量之速率 作用于控制体的外力之和
即：沿y方向上可分为三个区：层流底层，缓冲区，湍 流关键区。
层流边界层
过渡区 湍流边界层
v∞
v∞
紊流关键区
v∞
vx
缓冲区 vx
层流底层
2024/10/10
4
一般平板 :
实验表明 : 4.1.3 管流边界层:
Le起始段
Rec 3105
1
L Re
层流
湍流
层流：当Re Re c,即层流边
界层在流过一段距离后其（x)
当流体绕物体流动时，常会发生边界层旳脱离，而形成回 流区，以流体绕圆柱体流动为例，来阐明该现象。
当流体流经如图所示旳
圆柱表面时形成如图所示旳 附面层，（图中虚线）A点
C BD
E
旳速度为零叫滞点，从A点
到B点，因为截面旳减小，
则流速增长，压力减小，从B点到C点，截面增长速度减小， 压力增长，因而曲面边界层旳特点是在x方向有压力梯度。 而正是这个压力梯度使得边界层发生脱离和漩涡产生。
第四章
冶金传输原理试卷试题A参考答案期末考试试题及参考答案
《冶金传输原理》试题（A ）参考答案一、名词解释（每题8分，共40分）1. 不压缩流体：指流体密度不会随压强改变而变化，或该变化可忽略的流体。
2. 速度边界层：指在靠近边壁处速度存在明显差异的一层流体，即从速度为零到0.99倍的地方称为速度边界层。
3. 雷诺准数及其物理意义：uL Re ρμ=,表征惯性力与粘性力之比。
是流态的判断标准。
4. 黑度（发射率）：实际物体的辐射力与相同温度下黑体的辐射力之比称为物体的黑度，也叫发射率。
5. 傅立叶准数及其物理意义：2sa Fo τ=，也称时间准数，表示非稳定传热所进行的时间与其达到平衡状态所需要的总时间之比；或τ时间内非稳态传热的传热量与其达到稳态（平衡）时传输的总热量之比。
二、填空题（每题3分，共24分）1 理想流体是指不存在 粘性力，或其作用可忽略的流体。
2 气体超音速射流产生过程中，气体流股截面积先 收缩 后 膨胀 ，压强 不断降低。
3 流场中流体各物理量只是 空间单一方向的函数，称一维流场4 固体壁面无滑移边界条件是指 壁面速度与相接触的流体层速度相等 ，而无渗透边值条件为 垂直于壁面方向流体速度为零 。
5 如果流场中每点的物理量值都一致,则称其为 均匀场；如果各点的物理量值不随时间而变化，则称其为 稳态场。
6 根据动量守恒定律，可以推导出纳维－斯托克斯方程；根据 能量守恒定律 ，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 质量传输 微分方程。
7 研究对流给热的主要任务，就是求解对流给热系数h 。
现在求解h 的方法有四种，它们分别是 边界层微分方程组解析解 、边界层近似积分解、 类比律法 、和 相似理论指导下的实验方法 。
8 一般说来，固体的导热系数 大于 （大于、等于、小于）液体，液体的导热系数 大于 （大于、等于、小于）气体；在固体中，通常金属的导热系数 大于 （大于、小于、等于）非金属，结晶物质的导热系数 大于 （大于、小于、等于）非晶物质的导热系数；大多数金属的导热系数随温度的升高而 降低 （升高、降低、不变）。
冶金传输原理试题1
冶金传输原理试题11.牛顿黏性定律的物理意义说明流体所产生的黏性力的大小与流体的（）和（）成正比，并与流体的黏性有关。
2.（）以流场中某一空间点作研究对象，分析该点以及该点与其他点之间物理量随（）的变化过程来研究流体运动情况的。
3.按照流体流速、压力、密度等有关参数是否随时间而变化，可以将流体分为（）和（）。
4.流体密度的倒数称为流体的（）；气体重度γ与密度ρ的关系为（）。
5.流体包括液体和气体，流体具有流动性、（）和（）。
6.超出大气压力的那部分压力称之为相对压力，一般测压仪表都是测定相对压力的，则又称为（），当相对压力为负值时称为负压，其差值的绝对值称为（），而（）是以绝对真空作零压而计算的。
7.实际流体的动量平衡微分方程，又称纳维尔－斯托克斯方程，是（）定律，即动量守恒定律在流体流动现象中的应用，当＝0时，可简化为理想流体的动量平衡方程，亦称（）方程；理想流体微小流束单位质量流体的伯努利方程可写成（）＝常数；质量守恒定律在流体力学中的具体表现形式为（）方程。
8.水平圆管层流条件下，截面平均流速为管中心流速的（）。
9.（）以流场中某一空间点作研究对象，分析该点以及该点与其他点之间物理量随（）的变化过程来研究流体运动情况的。
10.雷诺准数的定义式或表达式Re＝（）或（），其物理意义反映了流体流动过程中（）的相对大小。
11.流态化现象中，随流体流速由小到大的变化，床层出现三个不同阶段，即（）阶段、（）阶段和（）阶段。
12.流体流动时，由于外部条件不同，其流动阻力与能量损失可分为局部阻力损失和沿程阻力损失两种形式，沿程阻力损失也称作（）损失。
13.压缩性气体流动能量转换关系具有显著特点，当流速增大，流体（）减少时，会引起温度相应地降低。
14.作用在流体上的力可分为两大类：（）、质量力或体积力。
15.准数是指几个有内在联系的物理量按无量纲条件组合起来的数群，它既反映所含物理量之间的内在联系，又能说明某一现象或过程的（）。
冶金传输原理吴树森版复习题库
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则运动，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：在流场内取任意封闭曲线，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：流体通过固体表面流动时，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时才开始流动。
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内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 时均化原则:在某一足够长时间段内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内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。
材料加工冶金传输原理习题答案(吴树森版)
第一章流体的主要物理性质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、易於流动的物质。
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。
2、在图所示的虹吸管中，已知 H1=2m , H2=6m ，管径D=15mm ，如果不计损失，问 S 处的压强应为多大 时此管才能吸水？此时管内流速u 2及流量Q 各为若干？(注意：管B 端并未接触水面或探入水中)解：选取过水断面 1-1、2-2及水准基准面 O-O ，列1-1面(水面)到2-2面的贝努利方程再选取水准基准面 O' -O',列过水断面2-2及3-3的贝努利方程(B) 因V2=V3 由式(B)得(P 1 P 2)用U 形管中液柱表示，所以 Q A 2)2gh(A)—(0.1)2 ；2 9.81 °.2 (13.552103 1 103)0.074 (m 3/s)[1 (A 2)2]4103 (1 (CL)2)&10.15式中 、——被测流体和U 形管中流体的密度如图6-3 17(a)所示，为一连接水泵出口的压力水管，直径 d=500mm 弯管与水准的夹角 45° ,水流流过 弯管时有一水准推力，为了防止弯管发生位移，筑一混凝土镇墩使管道固定。
若通过管道的流量s,断面1-1和2-2中心点的压力 P1相对=108000N/肝，P2相对=105000N/肝。
试求作用在镇墩上的力。
［解］如图6 3 17(b)所示，取弯管前彳爰断面 1 — 1和2-2流体为分离体，现分析分离体上外力和动量变化5、有一文特利管(如下图)，已知d 1 15cm, d 2=10cm,水银差压偏亦E 若不计阻力损失，求常温(20 C)下,通过文氏管的水0最1 * I解：在喉部入口前的直管截面1和喉部截面2处测量跚力另2P —const 可建立有关此截面的伯努利方程: 22V 1 2侦 P 22根据连续性方程，截面1和2上的截面积A I 和A 2与流体流速V I 和V 2的关系式为二二二所以V 22( P 1 P 2) A 2 2,° (J图也丁吸管 C/ 、通过管子的流体流量为 Q A 2(P1 P 2)［1 (A 2)2】iA 1设管壁对流体的作用力 R,动量方程在x 轴的投影为:动量方程在x 轴的投影为：镇墩对流体作用力的合力 R 的大小及方向为:流体对镇墩的作用力 P 与R 的大小相等方向相反。
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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则运动，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：在流场内取任意封闭曲线，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：流体通过固体表面流动时，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 v 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I时流体处于固结状态，只有当切应力大于I时才开始流动。
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。
1 4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内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 时均化原则：在某一足够长时间段内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内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。
22 对流：指流体各部分之间发生相对位移，冷热流体相互惨混所引起的热量传递方式。
23 热辐射：物体因各种原因发出辐射能，其中因热的原因发出辐射能的现象称为热辐射。
24 等温面：物体中同一瞬间相同温度各点连成的面称为等温面。
25 温度梯度：温度场中任意一点沿等温面法线方向的温度增加率称为该点的温度梯度。
26 热扩散率：（），热扩散率与热导率成正比，与物体的密度和比热容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：把吸收率为1 的物体叫做绝对黑体，简称黑体。
29 灰体：假定物体的单色吸收率与波长无关，即吸收率为常数，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间内单位表面积向表面上半球空间所有方向发射的全部波长的总辐射能量，记为E,单位是W/ m2o31 角系数：我们把表面1 发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空位扩散:气体或液体进入固态物质孔隙的扩散。
35自扩散系：指纯金属中原子曲曲折折地通过晶格移动。
36互扩散系数：D D i x2 D2x-，式中D称为互扩散系数。
37普朗克定律：揭示了黑体辐射能量按波长的分布规律，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规律，公式E b b T439维恩位移定律：在一定温度下，绝对黑体的温度与辐射本领最大值相对应的波长入的乘积为一个常数，入T=b 40基尔霍夫定律：任何物体的辐射力与它对来自同温度黑体辐射的吸收率的比值，与物性无关而仅取决于温度，恒等于同温度下黑体的辐射力。
41投入辐射:单位时间内投射到表面单位面积上的总辐射能被称之为投入辐射。
42有效辐射:单位时间内离开表面单位面积的总辐射能为该表面的有效辐射。
43采用何种技术路线测量一固态物质的自扩散系数：44柯肯达尔现象：指两种扩散速率不同的金属在扩散过程中会形成缺陷。
45纽歇尔数：是由边界换热微分方程而来，它反映了对流换热在边界上的特征46温度边界层：称热边界层，流体流过壁面时，边界附近因加热或冷却而形成的具有温度梯度的薄层，也就是对流传热热阻所在区域。
、问答题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，如果流线穿过流管，意味不同流线将相交，因为流线表示在流线上的质点的运动方向和大小，如果流线穿过流管，意味一个质点在同时具有两个速度，这是不可能的。
所以流线不能穿过流管。
3为什么湍流条件下可以利用牛顿粘度定律计算管道壁面对流体的剪切力？答：边界层都处于层流状态。
4两个不同水力学系统相似的条件是什么？答，几何相似，动力相似，运动相似。
5解释雷若数的物理意义，它有何作用？答：表示流体流动过程中惯性力和粘性力的作用大小，是它们的比值。
可以用来判断流体的流动状态。
可以两流体系统相似的判据之一。
是摩擦系数的实验变量。
6.温度T=15 C,运动粘度v 0.0114cm2/s的水，在直径d=2cm的管中流动，测得流速v=8cm/s ,问水流处于什么状态？如要改变其运动，可以采取哪些?:8 10-2-2 10"2仆vd= 1403 <2320v 00114 104故为层流。
升高温度或增大管径d均可增大雷诺数，从而改变运动状态。
7.流体在圆管中流动时，“流动已经充分发展”的含义是什么？在什么条件下会发生充分发展了的层流，又在什么条件下会发生充分发展了的湍流？答：流体在圆管中流动时，由于流体粘性作用截面上的速度分布不断变化，直至离管口一 定距离后不再改变。
进口段内有发展着的流动， 边界层厚度沿管长逐渐增加，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，直至消失后，便形成了充分发展的流动。
在层流流进管道时，当流进长度大于 l=0.065dRe ）时，流体发展为充分发展的层流。
在湍流条件下，当流入管长度至l=25-40d 左右，流体为充分发展的湍流。
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。
pp乙—Z 2 丄或 P P>gh F 0h解:流体静力学基本方程为：同一静止液体中单位重量液体的比位能 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试判断下列平面流场是否连续 ？解：由不可压缩流体流动的空间连续性方程（3-19，20）知：，2323x sin y 3x sin y 3x 1 x sin yX3xX当 x=o , 1，或 y=k n ( k=0 , 1 , 2,11、温度T=5 C 的水在直径d = 100mm 的管中流动，体积流量 Q=15L/s ，问管中水流处于什 么运动状态？ T=5 C 的水动力粘度为 1.547x10-6m2/s解：由题意知：水的平均流速为6I -——=m」1 —jui 1 4根据雷诺数公式Yff—Re = —=」——r = 123464)13000 r I547MQ-6故为湍流。
11.当铸件在砂型中冷却凝固时，由于铸件收缩导致铸件表面与砂型间产生气隙， 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 x 152mm x 13mm （厚度）实验板传导的热量为 837J ,实验板两个平面的温度分别为19C 和26C ，求实验板热导率。
解：由傅里叶定律可知两小时内通过面积为152 x 152mm2的平面的热量为小dTTQA — t At dxx19 26152 10 3152 10 3亍 2 3600 873=-13 10 3得9.34 10 3W/m 0C13有一厚度为20mm 的平面墙，其热导率 入为1.3W/（m C ）。
为使墙的每平方米热损失不超 过1500W ，在外侧表面覆盖了一层 入为0.1 W/（m- C ）的隔热材料，已知复合壁两侧表面温 度分布750 C 和55 C,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-x3x 2sin y x-^ 3x 3sinyy时连续。
Xab,cdXab,acXab,bd同时，也可以把图形abc 和abd 看成两个各由三个表面组成的封闭腔。
将式X 12L 1 L 22L 1用于这两个封闭腔可得:T T 21 2 750 55 “cc150015000.02 21 21.3 0.1得244.8mm14液态纯铝和纯铜分别在熔点（铝 660 C,铜1083 C ）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：此题为讨论题，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 b c。
两个砂型材料相同， 它们的热导率 入和比热容C 及紧实度都相同，故两个砂型的蓄热系数一 样大。
有关!考虑温度影响时，浇注纯铜时由于温度较纯铝的高， 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, 解释黑体的吸收率等于一的物理意义？答：黑体的吸收率等于一，这意味着黑体能够全部吸收各种波长的辐射能。
17, 解释制造人造黑体的原理？答：利用工程材料（吸收率必然小于黑体），制造一个空腔，使空腔壁面保持均匀温度，并在空腔上开一个小孔，空腔内要经历多次吸收和发射，而每经历一次吸收辐射就能按内壁吸 收率的大小被减弱一次，最终能离开小孔的能量是微乎其微的， 可以认为投入辐射完全在空腔内部被吸收。
18,严重氧化的金属表面的发射率分别处于温度 50度和500度的环境下，比较该金属在 这两种条件下的发射率大小？ 答：后者更大，金属材料的发射率随温度升高而增高。
19, 解释角系数相对性原理，角系数与温度有关吗？答：公式AX 】？ 5、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，仅取决于几何形状。
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21, 用代数法计算表面 1和表面2之间的角系数.（只要求列出方程式） 解：作辅助线ac 和bd ,它们代表两个假象面，与表面 1和表面2 一起组成一个封闭腔。
在此系统里，根据角系数的完整性，表面1对表面2的角系数可表示为：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X 11 X 12 X 13X =11n，此式即为角系数的完整性。