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。问水流在管路AB中损失了若干水头？

九、在如图所示的虹吸管中，已知H1=2m；H2=6m；管径d=15mm。如不计损失，问S处的压

强应为多大时，此管才能吸水？此时管内流速v2及流量Q各为多少？(注意：管B端并未接触水面或深入水中)

十、沿直径d=305mm的管道，输送密度Ρ=980kg/m3,运动粘性系数ν=4cm2/s的重油。若流

量Q=60L/s，管道起点标高Z1=85m，终点标高Z2=105m，管长l=1800m。试求管道中重油的压力降及损失功率各为若干？

十一、长度l=1000m，内径d=200mm的普通镀锌钢管，用来输送运动粘性系数ν=0.355cm2/s 的重油，已测得其流量Q=38L/s。问其沿程损失为若干？（查手册Δ=0.39,重油密度为880kg/m3）

十二、无介质磨矿送风管道（钢管，Δ=0.2mm），长l=30m，直径d=750mm，在温度t=20℃的情况下，送风量Q=30000m3/h。问：

⑴、此风管中的沿程损失为若干？

⑵、使用一段时间后，其绝对粗糙增加到Δ=1.2mm，其沿程损失又为若干？

（t=20℃时，空气的ν=0.157cm2/s）

十三、沿空气从宽为40cm的平板表面流过，空气的流动速度V0=2.6m/s；空气在当时温度下的运动粘度ν=1.47×10-5m2/s。试求流入深度x=30cm处的边界层厚度，距板面高

y=4.0mm处的空气流速及板面上的总阻力？

十四、常压下温度为30℃的空气以10m/s的流速流过一光滑平板表面，设临界雷诺数Re cr 3.2×105，试判断距离平板前缘0.4m及0.8m两处的边界层是层流边界层还是湍流边

界层？求出层流边界层相应点处的边界层厚度。

十五、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别为19℃和26℃，求试验板的热导率。

十六、一窑炉的耐火硅砖炉墙为厚度δ=250mm的硅砖。已知内壁面温度t1=1500℃，外壁面温度t2=400℃，试求每平方米炉墙的热损失。

十七、24℃的空气以60m/s的速度为外掠一块平板，平板保持216℃的板面温度，板长0.4m，试求平均表面传热系数（不计辐射换热）

十八、空气正面横掠外径d=20mm的圆管。空气流速为1m/s。已知空气温度t f=20℃，管壁温度t w=80℃，试求平均表面传热系数。

十九、有一O2（A）与CO2（B）的混合物，温度为294K，压力为1.59×105Pa，已知X A=0.40， V A=0.88m/s,V B=0.02m/s，试计算下列各值

⑴、混合物、组分A和组分B物质的量浓度C、C A和C B（mol/m3）

⑵、混合物、组分A和组分B的质量浓度р、рA和рB（kg/m3）

⑶、V A-V，V B-V(m/s)

⑷、V A-V m，V B-V m（m/s）

⑸、N（mol.m-2.S-1）

⑹、n A、n B、n（kg.m-2.s-1）

⑺、jB（kg/m2.s）JB(mol.m-2.S-1)