北京理工大学材料加工冶金传输原理期末试卷A-B试的题目及问题解释.pdf

海纳百川，有容乃大；壁立千仞，无欲则刚。——林则徐 北京理⼯⼤学材料加⼯冶⾦传输原理期末试卷A-B试的题 ⽬及问题解释 《冶⾦传输原理》试题（A）参考答案 ⼀、名词解释（每题2分，共16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 Reρµ =,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：2s a Foτ=，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。 6.热通量与传质通量：单位时间内通过单位⾯积的热量称为热 （量）通量； 单位时间通过单位⾯积的物质量称为传质通量。 7.⾓系数：由表⾯1投射到表⾯2的辐射能量21→Q占离开表⾯1的总辐射能 量1Q的份数称为表⾯1对表⾯2的⾓系数，⽤符号12?表⽰，即：1 2112Q Q→=?。 8.流向传质与⾮流向传质：与流体流动⽅向相同的传质叫做流向传质；与流 体流向垂直的传质叫做⾮流向传质。 ⼆、填空题（每空1分，共19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）。 宠辱不惊，看庭前花开花落；去留无意，望天上云卷云舒。——《洪应明》 人人好公，则天下太平；人人营私，则天下大乱。——刘鹗 三、选择题（每题5分，共15分） 1. 伯努利⽅程表达式错误的是 D 。 A. 22 v p gz ++ρ=常数 B. g v g P z g v g P z 2222221211++=++ρρ C.2 2p v z g g ++ρ =常数 D. 2211221222P v P v gz gz g g ++=++ρρ 2. 单层圆筒壁内外流经物性和温度均不同的流体1和流体2，那么该单层圆 筒壁在第III 类边界条件下，⼀维稳态导热的总热阻为R Σ= B 。 A. 2 1211ln 211h d d h ++πλ B. L d h d d L L d h 2212111ln 211 πλππ++ C ∑=+n i i i i d d L 11ln 21λπ D 1 2ln 21d d L λπ 3. 已知环境流体对直径为100mm 的圆柱体的总对流给热系数h 为120 W/(m 2·℃)，圆柱体的平均导热系数λ为163 W/(m·℃)，⽐热C p 为440J/(kg·℃)，密度ρ为8800 kg/m 3，则 C 。 A 因为体系的Bi = 0.07360.1，所以可以视为薄材。 B 因为体系的Bi v = 0.03680.033，所以不能视为薄材。 C 因为体系的Bi = 0.03680.1，所以可以视为薄材。 D 因为体系的Bi v = 0.07360.05，所以不能视为薄材。 四、简答题（每题5分，共20分） 1. 流体流动过程主要受到哪⼏类⼒的作⽤？各⾃常见的⼒有哪些？ 流体主要受到体积⼒和表⾯⼒两⼤类⼒的作⽤，体积⼒常见的有：质量⼒、电磁⼒；表⾯⼒常见的有：粘性⼒和压应⼒。 2. 请说明yx τ的物理含义 x yx du dy τµ=- yx τ⾸先是粘性应⼒，由于x ⽅向流动速度在y ⽅向存在差异⽽产⽣于流