2019年湖北武汉科技大学冶金传输原理考研真题及答案.doc-资料库

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2019 年湖北武汉科技大学冶金传输原理考研真题及答案一、选择题(共 10 小题，每小题 3 分，共 30 分) 1、(3 分)下列流体哪个属于牛顿流体 A、汽油； B、纸浆； 2、(3 分)某点的真空度为 65000 Pa，当地大气压为 0.1MPa，该点的绝对压强为 A、65000Pa； B、55000Pa； C、35000Pa； 3、(3 分)有一变直径管流，小管直径 d1，大管直径 d2=2d1，则两断面雷诺数的关系是 C、血液； D、沥青 D、165000Pa 。 A、 e R  1 1 2 R e 2 B、 e R  1 R e 2 C、 e R  1 e5.1 R 2 D、 e R  1 e2 R 2 4、(3 分)水的动力粘度随温度的升高。。。。 A. 增大；B. 减小；C. 不变；D. 不定。 C.减小 B、3；倍。 C、2.585； D.视具体情况而定倍。 D、1.098 B、降低温差； D、在表面间增设隔热屏 5、(3 分)自由射流，沿流动进程总动量 A. 增大 B.不变 6、(3 分)下列方法中，不能减小辐射传热损失的措施是 A、采用高黑度的材料； C、减小面积； 7、(3 分)对于 A、B 两个单层圆筒壁，若圆筒壁 A 内外直径比为 2，圆筒壁 B 内外直径比为 6，其它条件相同，则 A 的导热量是 B 的 A、1/3； 8、(3 分)圆筒壁稳态导热时，沿半径方向低温处的热流量 A、大于； B、等于； 9(3 分)在两块黑度相同的无限大平行平板中插入 4 块黑度与之子相同的隔热板时，热阻是原来的 A、4； 10(3 分)材料的导热系数是温度的函数，一般来说，气体的导热系数随温度的增加而 A、增大；二、判断题(对的在括号内打√、错的打×，共 10 小题，每小题 3 分，共 30 分) 1、 (3 分)空气是理想流体，没有粘性。（ 2、 (3 分)定常流动中，迹线与流线重合。（ 3、 (3 分)水击现象中流体必须作为可压缩性流体处理。（ 4、 (3 分)边界层内粘性力比惯性力重要得多。（ 5、 (3 分)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， B、1/4； C、5；高温处的热流量。 D、无关系 C、小于； B、减小； C、不变； D、无关）））） D、1/5 。流量不断增加。（） 6、 (3 分)绝热表面的温度是恒定的。（ 7、 (3 分)层流对流传热量小于湍流时的对流传热量。（ 8、 (3 分)热附面层厚度与速度附面层厚度的相对大小取决于流体的物理性质。（ 9、 (3 分)吸收率是材料的一种固有的物理性质。（ 10、 (3 分)对于自然对流传热，由于特征速度不易确定，故只能用雷诺数来判断其流态。））））（）三、简答题(共 5 小题，共 30 分) 1、 (5 分)什么是欧拉描述法。

2、 (5 分)简述总流伯努利方程成立条件。 3、 (5 分)写出直角坐标系三维流动 N-S 方程。 4、 (5 分)试述管内流动传热特点。 5、 (10 分)如图所示的两种水平夹层(a)及(b)，夹层中充满静止的液体．试问： (1) 它们各自的冷、热表面间热量交换的方式有那些? 那种方式的传热量大？为什么？ (2) 采用哪种夹层方式测量流体的导热系数才能使得误差较小? 为什么？ (a) 热面冷面 (b) 冷面热面四、计算题(共 4 小题，共 60 分) 1、（10 分）为了测量石油管道的流量，安装文丘里流量计，管道直径 1d =200mm，流量计喉管直径 2d =100mm，石油密度ρ=850kg/m3，流量计流量系数μ=0.95。现测得水银压差计读数 hp=150mm，问此时管中流量 Q是多少？ d1 d2 hp 2、（20 分）两条长度相同，断面积相同的风管，它们的断面形状不同，一为圆形，一为正方形。若他们的沿程阻力损失相等，而且都处于阻力平方区，问哪条管道的流量大，大多少？ 3、（10 分）空气以 30m/s 的速度横向掠过直径为 50mm、长 1m 的单根圆管，对流换热量为 2000w。管子前后空气的平均温度为 25℃。试确定管壁的平均温度。已知：确定平均对流传热系数的准数方程式为 Nu f C Re Pr n f 0.3 f 25℃时空气的物性参数为： ＝0.026 w/(m℃) ，=15.5×10-6m2/s ，Pr＝0.71 C、n 与 Re 的关系 Re 1～40 40～103 103～2×105 2×105～106 C 0.75 0.51 0.26 0.076 n 0.4 0.5 0.6 0.7 4、（20 分）一炉膛内腔如图所示。已知顶面 1 的温 T1，黑度为1，面积为 F1，底面 2 的温度为 T2，黑度面积为 F2，四周为绝热表面 3，面积为 F3。角系数12， 1 度为为2，  13， 3 2

23 均为已知。 1.画出此换热系统的热辐射网络图。 2.据有效辐射的定义，写出有效辐射 J1、J2 的表达式。 3.写出确定表面 3 的温度的计算式。一、选择题(共 10 小题，每小题 3 分，共 30 分) 1、A；2、C；3、D； 4、B；5、B；6、A；7、C；8、B；9、C；10、A 二、判断题(对的在括号内打√、错的打×，共 10 小题，每小题 3 分，共 30 分) 1、×；2、√；3、√； 4、×；5、√；6、×；7、×；8、√；9、×；10、√ 三、简答题(共 5 小题，共 30 分) 1、答：欧拉法着眼于研究空间固定点的流动情况，即研究流体质点经过某一空间点的速度、压力、密度等变化规律，将许多空间点在不同时刻的流体质点的运动情况记录下来，就可以知道整个流体的运动规律。(5 分) 2、答：（1）流动定常；（2）不计粘性力的影响；（3）流体不可压缩；（4）质量力只有重力；（5）两截面处在缓变流中，但两截面之间可以出现急变流。(5 分) 3、答： u  t   uu  x   uv  y   uw  z   f x  1  p  x       2 u  2 x   u 2 2  y   u 2 2  z     v  t   vu  x   vv  y   vw  z   f y  1  p  y       v 2 2  x   v 2 2  y   v 2 2  z     w  t   wu  x   wv  y   ww  z   f z  1 p  z        2 w  2 x   2 w  2 y   2 w  2 z     (5 分) 4、答：流体在管内流动属于内部流动过程，其主要特征是，流动存在着两个明显的流动区段，即流动进口（或发展）区段和流动充分发展区段，在流体流入管内与管壁面接触时，由于流体粘性力的作用在接近管壁处同样也会形成流动边界层。随着流体逐步地深入管内，边界层的厚度也会逐步增厚，当边界层的厚度等于管子的半径时，边界层在管子中心处汇合，此时管内流动成为定型流动。(5 分) 5、答：1 对于图 a 来说，冷热表面间的热量交换方式为导热，对 b 图来说，冷热表面间的热量交换方式除了导热方式而外，还存在自然对流传热，b 图的传热方式传递的热量大，这是由于自然对流传热的存在所引起的。 2 采用 a 种的夹层方式测量的到热系数可使得误差较小，这是由于 a 种夹层的传热方式只有导热，而 b 种方式则由于自然对流的存在使得误差增加。（10 分）

四、计算题(共 4 小题，共 60 分) 1、（10 分）解： Q  K       Hg  油  1 其中：  0.95 ； K  2 d  1 4    d 1 d 2  2 g 4     1      h p  （2 分） 2 0.2 4  2 9.807     0.2 0.1 4     1  0.0359 ph  0.15 （m）（2 分） Q  K       Hg  油  1     h p  K        Hg    水水油  1     h p （4 分）  0.95 0.0359   13.6     1000 850 1      0.15 （m3/s） 0.0511575 51.2   此时管中流量Q 51.2 （l/s）  l/s。（2 分） 2、（20 分）解：  h 失  2 L  (  d 2 ) 方  2 L  (  d 2 ) 圆因为二者均处于阻力平方区，所以    为同种气体：方圆 ;  （ 8 分）又管长相等： L 方  d 依断面积相等： 2 方圆 L ;  d  4 2 圆  ( 2 v d ) 方  ( 2 v d ) 圆圆方    4 d 有： d 方圆  v v q q  方圆  v 方 v 圆圆方 d d ( A) v ( A) v  4  4  方圆 v v 方圆  4  4  1 （10 分）由计算结果可知圆管流量更大。方管流量为圆管流量的 4  4 倍。（2 分） 3、（10 分）解：已知 v＝30m/s，d＝0.05m、l=1m，Q=200w, tf =25℃，＝0.026 w/(m℃) ， =15.5×10-6m2/s ，Pr＝0.71 求 tw

Re  vd   05.0 30  6 5.15 10    .9 677  10 4 （2 分） 6.0 从表中查得 c=0.26,n=0.6 fNu 3.0 26.0 Re Pr  f 26.0 ) 96774 (   04. 230  3.0  3.0 71.0  26.0  980 52.  .0 902 h   d Nu  026 .0 05.0  230 04.  119 62. o2 cmw / （2 分）（2 分） ( th w  t f ) dl   2000 （2 分） t w  2000 dlh   t f  2000 1  05.0   119 62.  25  131 5. o c （2 分）据得管壁的平均温度为 131.5℃ 4、（20 分）解： 1 辐射网络图为：（5 分） J1 1  F 1 1 1 Eb1 1 F 1 2 1 J2 1  F 2 2 2 Eb2 1 F 1 3 1 1 F 2 3 2 J3= Eb3 2 根据有效辐射的定义有（5 分） J1F1=E1F1+（1—ε1）(J1F111+ J2F221 + Eb3F331 ) J2F2=E2F2+（1—ε2）(J1F112+ J2F222 + Eb3F332) φ11=φ22=0 2 1 3 b 3 J J E E   1 F  13 1 式中： Eb3=5.67×10-8  1 F 2  23 b 3  0 （10 分）

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