传递工程资料.doc

【1】试说明传递现象所遵循的基本原理和基本研究方法。传递现象所遵循的基本原理传递现象基本研究方法加速度向量可表示为，试写出直角坐标系中加速度分量的表达式，并指出何者为局部加速度的项，何者为对流加速度的项。，因此加速度也有三个分量，其表达式分别为 表达式中对时间的偏导数为局部加速度项，即分别为、和；对流加速度项为后面的含速度分量的三项之和，即分别为、和。 【3】为强化一台冷油器的传热，有人用提高冷却水流速度的办法，但发现效果并不显著，试用热量传递原理分析其中原因? 冷油器中由于油的粘度较大，对流换热表面传热系数较小，占整个传热过程中热阻的主要部分，而冷却水的对流换热热阻较小，不占主导地位，因而用提高水速的方法，只能减小不占主导地位的水侧热阻，故效果不显著。 【4】某一流场的速度向量可以下式表述 试写出该流场随体加速度向量的表达式。 所以 【】温度为20℃的甘油以10kg/s的质量流率流过宽度为1m、高度为0.1m的矩形截面管道，流动已充分发展，试求 ⑴甘油在流道中心处的流速与离中心25mm处的流速； ⑵通过单位管长的压降； ⑶管壁面处的剪应力。 解：已知10kg/s；查表得甘油密度ρ＝1261kg/m3；甘油粘度μ＝1.5Pa·s；流道宽度B = 1m；流道高度h = 0.1m； 所以，b = h/2 = 0.05m；y =0.02m； 首先判断一下流动类型 当量直径 所以流动为层流 在离中心25mm处的流速 单位管长的压降 管壁面处的剪应力 【6】流体在两块无限大平板间作一维稳态层流。试求截面上等于主体速度的点距壁面的距离。又如流体在圆管内作一维稳态层流时，该点与壁面的距离为若干？ 当截面某处的流速等于主体流速时，有 由此解得：，此处距壁面的距离为（B为流道宽度） 当流体在圆管中流动时，速度分布方程为 当截面某处的流速等于主体流速时，有 由此解得：，此处距壁面的距离为（D为管径） 【7】某流体以0.15kg/s的质量流率沿宽为1m的垂直平壁呈膜状下降，已知流体的运动粘度为1×10-4m2/s，密度为1000kg/m3。试求流动稳定后形成的液膜厚度。解：已知kg/s；密度ρ＝1000kg/m3；运动粘度ν＝1×10-4m2/s；板宽B = 1m；倾角β = 90° 先假设该降膜流动为层流，设液膜的厚度为δ，则 又因为， 从而解得 ，所以流动为层流，假设正确。 试推导不可压缩流体在圆管中作一维稳态层流时，管壁面剪应力与主体速度的关系。 而流体在圆管中流动时，速度分布方程为 将其代入上式得： 【9】在平板壁面上的湍流边界层中，流体的速度分布方程可用布拉修斯1/7次方定律表示 试证明该式在壁面附近（处）不能成立。为湍流边界层的厚度，而在壁面附近（即处已不再适用，因此该公式在壁面附近（处）不能成立温度为0℃的水，以5m/s的流速流过宽度为1m的平板壁面，试求距平板前缘2m处的边界层厚度及水流过2m距离对平板所施加的总曳力。m/s；查表得20℃水的密度ρ＝998.2kg/m3；20℃水的粘度μ＝1.005×10-3Pa·s；b＝1m；L＝2m； 首先判断一下流型： ，所以流动为湍流 【11】不可压缩流体沿平板壁面作稳态流动，并在平板壁面上形成湍流边界层，边界层内为二维流动。若方向上的速度分布满足1/7次方定律，试利用连续性方程导出方向上的速度分量表达式。可知 （1） 平板壁面上的湍流边界层中流体的速度分布1/7次方定律 于是， （2） 将式（2）代入式（1）得 （3） 上式对y积分可得 （4） 平板壁面上的湍流边界层 所以 （5） 将（5）代入（4）中可得 【12】20℃的水 （1）流动的雷诺数为：，所以为湍流 流动的阻力系数为： 于是，摩擦速度 而无因次壁面距离 ，所以距离管壁0.02m处为湍流核心区。 无因次速度 由因为，所以距管壁0.02 m处的速度u为 （2）由得：距离管壁0.02m处的剪应力为 当流体在圆管内作稳态流动时，流体内部任意一质点受力