冶金传输原理复习题库
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-热量传输-第6章 导热 试题库

【题6-1】 一窑炉的耐火硅砖炉墙为厚度mm 250=δ的硅砖。
已知内壁面温度,15001C T ︒=外壁面温度为,4002C T ︒=,试求每平方米炉墙的热损失。
已知硅砖在400~1500℃区间的平均热导率为T 0007.093.0+=λ。
解:)/(60.1)/(240015000007.093.00007.093.0C m W C m W T ︒⋅=︒⋅⎪⎭⎫⎝⎛+⨯+=+=λ 2221/7040/25.0)6731773(60.1)(m W m W T T q =-⨯=-=δλ【题6-2】 已知灰铸铁、空气及湿砂型的热导率分别为)/(0321.0)/(3.50C m W C m W ︒⋅︒⋅、及)/(13.1C m W ︒⋅,试比较1mm 厚灰铸铁、空气及湿砂型的热阻。
试问:在砂型铸造中,气隙的作用是否可以忽略?解:导热热阻,λδ=T R 故有灰铸铁 W C m R T /1098.13.50001.025︒⋅⨯==- 空气 W C m R T /1012.30321.0001.022︒⋅⨯==-湿砂型 W C m R T /1085.813.1001.024︒⋅⨯==-1mm 的空气隙的热阻相当于灰铸铁热阻的1500余倍,因此在铸铁冷却分析中,气隙的作用是不可忽略的因素。
【题6-3】某热风管外径为812mm,厚5mm ,为了保温,热风管内砌有厚115mm 的硅藻土砖,且砖间垫有20mm 厚的石棉板。
已知热风温度为700℃,风管外表面温度为50℃,求每米热风管的导热量。
已知硅藻土及石棉板导热系数分别为;)/(1020.048.031C m W T ︒⋅⨯+=-λ。
)/(1019.0157.032C m W T︒⋅⨯+=-λ提示:因钢的导热系数大且管壁薄,可忽略其热阻。
解: 热风管可看做由硅藻土砖和石棉板组成的双层圆筒壁导热。
平均传热面积为)(011.2266.0381.0ln )266.0381.0(14.32ln)(2212121m L L r r r r L A =-⨯⨯=-=π)(456.2381.0401.0ln )381.0401.0(14.32ln)(2223232m L L r r r r L A =-⨯⨯=-=π设,2502C T ︒=则)/(576.022507001020.0048.031C m W ︒⋅=+⨯⨯+=-λ)/(185.02502501019.0157.032C m W ︒⋅=+⨯⨯+=-λ得 )(4536456.2185.002.0011.2576.0115.050070022211121W L L L A A T T Q =⨯+⨯-+-=λδλδC LL A QT T ︒=⨯⨯-=-=249001.2576.0115.0453670011112λδ 与假设值,2502C T ︒=相近,计算结果有效,故每米热风管导热量为m W LQq /4536==【题6-4】 一块厚200mm 的钢板,初始温度为30℃,放入1200℃高温加热炉内两面对称加热。
冶金传输原理考试试卷(A)

专业班级: 姓 名: 学 号:
★编号:重科院(学冶金2007-2008-1)考字第( )号 第 2 页
3、在间距为2cm 的可动平板与不动平板间充满某种流体,若可动平板以2.0m/s 的速度移动,为了维持这一速度,在可动平板上需施加18.1N/m 2的力。
求两平板间流体的动力粘度。
4、图示的竖直管道流过热空气,标态流量V 0为3600m 3/h ,温度为100℃。
气体由上向下流动,其能量损失为18Pa ,测得Ⅰ-Ⅰ截面处热气体静压力为160Pa ,试计算Ⅱ-Ⅱ截面处热气体静压力。
Ⅰ
四、综合题:(本题共2小题,每小题10分,共20分)
1、根据边界传热微分方程,利用相似转换法求得努赛尔特准数Nu 。
提示:t
y t
y ∆∂∂-==0
λα
2、气体垂直喷向液体表面时液体运动有何特点?对冶金生产有何实际意义?
专业班级: 姓 名: 学 号:
第4页。
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。
冶金传输原理-动量传输-第4章 试题库

第4章 流动状态及能量损失【4-1】某送风平直管道,内径d=300mm,流量m in,/2.743m Q =风温25=t ℃,试判断管中流动状态。
解 管中平均风速为s m A Q v /5.173.0414.3602.742=⨯==查相关表得25℃时空气的运动粘度为,/1053.1526s m -⨯=ν管内气流的雷诺数为230010375.31053.153.05.17Re 56>⨯=⨯⨯===-νμρdu du 故空气在管道中做湍流流动。
【4-2】 设矩形截面(1.0m ×1.5m )的砖砌烟道,排除温度t=600℃的烟气量Q=35000m 3/h,烟道长L=10m,表面粗糙度mm 5=∆,烟气的运动粘度,/109.024s m -⨯=ν烟气600℃时的密度,/403.030m kg =ρ求摩擦阻力。
解 烟气的平均流速s m u /48.636005.10.135000=⨯⨯= 烟道的当量直径m S A d e 2.1)5.10.1(2)5.10.1(44=+⨯==Re 为湍流)(86400109.02.148.6Re 4=⨯⨯==-νeud 烟道的相对粗糙度00417.012005==∆d 查图4.9得03.0=λ,代入达西公式——式(4.26),得222/115.2248.6403.02.11003.02m N u d l p =⨯⨯⨯==∆ρλ【4-3】 管道直径d=100mm,输送水的流量,/01.03s m q v =水的运动粘度,/10126s m -⨯=ν求水在管中的流动状态。
若输送s m /1014.124-⨯=ν的石油,保持前一种情况下的流速不变,流动又是什么状态?解 (1)雷诺数νvd=Re)/(27.11.014.301.04422s m d q v v =⨯⨯==π 23001027.11011.027.1Re 56>⨯=⨯⨯=∴- 故水在管道中是湍流状态。
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。
冶金传输原理复习题库

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。
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。
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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<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。
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λ成正比,与物体的密度ρ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/㎡。
31 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:1221D D x D x =+,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4b b E T σ=39 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λ的乘积为一个常数,λT=b40 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。
二、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℃,运动粘度ν=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?: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。
解:流体静力学基本方程为:h P h P P P Z P Z γργγ+=+=+=+002211g 或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: ,()2323sin sin 31sin 3y xy y x y x y x x x νν∂∂+=-=-∂∂当x=0,1,或y=k π (k=0,1,2,……)时连续。
11、温度T=5℃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℃的水动力粘度为1.547x10-6m2/s 解:由题意知:水的平均流速为根据雷诺数公式故为湍流。
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 ×152mm ×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19℃和26℃,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152×152mm2的平面的热量为 873=-36002101326191015210152333⨯⨯⨯-⨯⨯⨯⨯⨯---λ得 C m W 03/1034.9*⨯=-λ13 有一厚度为20mm 的平面墙,其热导率λ为1.3W/(m ·℃)。
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λ为0.1 W/(m ·℃)的隔热材料,已知复合壁两侧表面温 度分布750 ℃和55 ℃,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 得mm 8.442≥δ14 液态纯铝和纯铜分别在熔点(铝660℃,铜1083℃)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ρλc b =。
两个砂型材料相同,它们的热导率λ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。
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112221A X A X =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1112131n .....=1X X X X ++++,此式即为角系数的完整性。
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:,,,1ab cd ab ac ab bd X X X =-- 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1231212L L L X L ++=用于这两个封闭腔可得:于是可得表面1和表面2之间角系数为:22,气体辐射有何特点?答:1.气体辐射对波长具有选择性 2气体辐射和吸收在整个容积中进行 3气体的反射率为23,气体的吸收率与发射率相等吗?为什么?答:实际物体的辐射力与同温度下黑体的辐射力之比称为该物体的发射率;投射到物体表面的总能量中被吸收的能量所占的份额是物体的吸收率。