冶金传输原理-热量传输-第7章 试题库
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。
(整理)冶金传输原理习题答案
第一章 流体的主要物理性质（吉泽升版）1-1何谓流体，流体具有哪些物理性质？答：流体是指没有固定的形状、易于流动的物质。
它包括液体和气体。
流体的主要物理性质有：密度、重度、比体积压缩性和膨胀性。
1-2某种液体的密度ρ=900 Kg ／m 3，试求教重度y 和质量体积v 。
解：由液体密度、重度和质量体积的关系知：)m /(88208.9900g 3N VG=*===ργ ∴质量体积为)/(001.013kg m ==ρν1.4某种可压缩液体在圆柱形容器中，当压强为2MN ／m 2时体积为995cm 3，当压强为1MN ／m 2时体积为1000 cm 3，问它的等温压缩率k T 为多少? 解：等温压缩率K T 公式(2-1): TT P V VK ⎥⎦⎤⎢⎣⎡∆∆-=1 ΔV=995-1000=-5*10-6m 3注意：ΔP=2-1=1MN/m 2=1*106Pa将V=1000cm 3代入即可得到K T =5*10-9Pa -1。
注意：式中V 是指液体变化前的体积1.6 如图1.5所示，在相距h ＝0.06m 的两个固定平行乎板中间放置另一块薄板，在薄板的上下分别放有不同粘度的油，并且一种油的粘度是另一种油的粘度的2倍。
当薄板以匀速v ＝0.3m/s 被拖动时，每平方米受合力F=29N ，求两种油的粘度各是多少?解：流体匀速稳定流动时流体对板面产生的粘性阻力力为YA F 0y x νητ==平板受到上下油面的阻力之和与施加的力平衡，即hh F 0162/22/h νηνηνητ=+==合代入数据得η=0.967Pa.s第二章 流体静力学（吉泽升版）2-1作用在流体上的力有哪两类，各有什么特点? 解:作用在流体上的力分为质量力和表面力两种。
质量力是作用在流体内部任何质点上的力，大小与质量成正比，由加速度产生，与质点外的流体无关。
而表面力是指作用在流体表面上的力，大小与面积成正比，由与流体接触的相邻流体或固体的作用而产生。
冶金传输原理习题答案
冶金传输原理习题答案冶金传输原理习题答案冶金传输原理是冶金学中的一个重要分支，研究金属和合金在加热、冷却和变形过程中的传输规律和机制。
在学习和研究冶金传输原理时，习题是不可或缺的一部分，通过解答习题可以加深对该学科的理解和掌握。
下面将给出一些常见的冶金传输原理习题及其答案。
1. 请简述热传导的基本原理。
热传导是指物质内部由于温度差异而传递热量的过程。
其基本原理是热量从高温区传递到低温区，传递过程中热量通过物质内部的分子或电子的碰撞和传递完成。
热传导的速率与温度差、物质的导热性质和传热距离有关。
2. 什么是对流传热？请举例说明。
对流传热是指通过流体（气体或液体）的传热方式。
当物体表面与流体接触时，流体会受热膨胀，形成对流循环，将热量从高温区传递到低温区。
例如，热水器中的水受热后上升，冷水下降，形成对流循环，使整个水体均匀受热。
3. 请解释辐射传热的特点。
辐射传热是指通过电磁波的传热方式。
辐射传热不需要介质，可以在真空中传递热量。
辐射传热的特点是传热速率与温度差的四次方成正比，与物体表面特性和距离的平方成反比。
例如，太阳辐射的热量可以通过真空传递到地球上。
4. 请简述固体变形的原理。
固体变形是指固体在外力作用下发生形状和尺寸的改变。
固体变形的原理是固体内部的晶格结构发生变化，从而使整个固体发生形变。
固体变形可以分为弹性变形和塑性变形两种。
弹性变形是指在外力作用下，固体发生形变后能够恢复原状；塑性变形是指在外力作用下，固体发生形变后不能恢复原状。
5. 请解释扩散的基本原理。
扩散是指物质在非均匀温度和浓度条件下的自发性传递过程。
扩散的基本原理是物质分子或原子的热运动引起的碰撞和交换。
扩散的速率与温度、浓度差、物质的扩散系数和距离有关。
扩散在冶金过程中起着重要的作用，如金属中的杂质扩散、合金的相变等都与扩散有关。
通过以上习题的解答，我们可以更加深入地理解和掌握冶金传输原理。
在实际应用中，冶金传输原理的理论和方法可以帮助我们解决金属加工和冶炼过程中的问题，提高生产效率和产品质量。
《冶金传输原理》吴铿编质量传输习题参考答案
《冶金传输原理》吴铿编质量传输习题参考答案第十六章习题参考答案（仅限参考）1. 解：（1）44444262638382290.27%CH CH CH CH CH C H C H C H C H CO CO y M y M y M y M y M ω==+++（2）44262638382216.82CH CH C H C H C H C H CO CO M y M y M y M y M =+++= （3）4449.6210CH CH p y p Pa ==?2. 解：52AB 1/31/3A B1.5610/D m s p V V -==?+3. 解：CH 4的扩散体积24.42，H2的扩散体积7.072AB 1/31/3A B3.1910/D m s p V V ==?+-54. 解：（1）22222222 3.91/CO CO O O H O H O N N v v v v v m s ωωωω=+++= （2）22222222 4.07/m CO CO O O H O H O N N v y v y v y v y v m s =+++= （3）()()()22222220.212/CO CO CO CO CO CO M p kg m s RT ρ=-=-=-?j υυυυ （4）()()()2222225.33/CO CO CO CO m CO m p c mol m s RT=-=-=-?J υυυυ5. 解：（1）21% （2）21%（3）15.46pVm nM M kg RT === （4）230.117/O mkg m V ρ==（5）230.378/N mkg m V ρ==（6）30.515/mkg m Vρ==空气（7）317.4/c mol m Mρ==空气空气（8）29.6g/mol（9）2247.910N N p y p Pa ==?6. 证明：A A A A AA A AB B A A B Bm n M x M m n M n M x M x M ω===++ 得证。
(完整版)冶金传输原理-热量传输-第7章试题库
第7章对流换热题7-1 一个大气压下20C的空气，以1.5m/s的速度流过温度为100C的平面炉墙表面，炉宽1.0m,长2.0m，若不计自然对流影响，求炉墙的对流换热量。
已知在60C下空气的有关物性为18.97 10 6m2/s; 2.90 10 2W/(m C); Pr 0.6961 1解：T m T W) J。
20) 60 C对长L=2.0m的平板，有Re L 泌上羊1.5818.97 10105 5 105 层流Nu 0.664 Re 0.5 Pr 130.664 l 1 Pr 13Re X 20.66422.90 100.696 1/3 (1.58 105) 1/22.03.39W/(m 2 C)于是传热热量为Q h(T W T f )A 3.39 (100 20) 2.0 1.0 542.4W题7-2 一个大气压下24C 的空气，以60m/s 的速度流过温度为 216C 的平面炉墙表面, 炉宽1.0m,长0.4m ，若不计辐射换热，求炉墙的对流换热量。
已知在 120 C 下空气的有关物性为25.45 10 6m 2/s; 3.34 10 2W/(m C); Pr 0.6861 1解：T m ^(T f T W ) ^(216 24) 120 CRe L V 0160 0.4 25.45 10 6从而有Nu (0.037 Re 0.8 871) Pr 13c 0 8 1/3[0.037(9.43 10 ).871] 0.68611962 2h Nu /l 1196 3.34 10 /0.499.9 W/(m C)于是传热热量为Q h(T W T f )A 99.9 (21624) 0.4 1.0 7672.32W题7-3水在内径d=0.03m 、长度I 2.0m 的水平直管中流动，管内水流速u 0.04m/ s,所以，对长L=0.4m 的平板有559.43 105 10 湍流平均温度T f 20 C,当管壁温度为T W 60 C 时，求对流换热系数。
材料加工冶金传输原理考试题
材料加工冶金传输原理考试题
1. 请解释什么是材料加工的传输原理？
2. 描述一下热传导传输原理在材料加工中的应用。
3. 如何利用扩散传输原理改善材料的性能？
4. 请解释液体金属在浇注过程中的传输原理。
5. 描述一下材料加工中的质量迁移传输原理。
6. 什么是材料的力学传输原理？它在加工过程中的作用是什么？
7. 请解释材料加工中的辐射传输原理及其应用。
8. 课堂教学和实际实验中材料加工过程中可能遇到的传输原理问题有哪些？
9. 利用传输原理如何解决材料加工过程中的质量控制问题？
10. 为什么传输原理在材料加工冶金中起着重要的作用？。
冶金传输原理复习试题库
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，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那么运动，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：流体通过固体外表流动时，在紧靠固体外表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时才开场流动。
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 时均化原那么:在某一足够长时间段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:物体各局部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展的热量传递称为热传导。
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第7章 对流换热题7-1 一个大气压下20℃的空气，以1.5m/s 的速度流过温度为100℃的平面炉墙表面，炉宽1.0m,长2.0m ，若不计自然对流影响，求炉墙的对流换热量。
已知在60℃下空气的有关物性为696.0Pr );/(1090.2;/1097.18226=︒⋅⨯=⨯=--C m W s m λν解：C T T T W f m ︒=+=+=60)20100(21)(21对长L=2.0m 的平板，有 55601051058.11097.180.25.1Re⨯<⨯=⨯⨯==-νLv L层流由 315.0Pr Re 664.0=Nu 有)/(39.3)1058.1(696.00.21090.2664.0RePr664.022/153/1221311C m W lh x︒⋅=⨯⨯⨯⨯⨯==----λ于是传热热量为W A T T h Q f W 4.5420.10.2)20100(39.3)(=⨯⨯-⨯=-=题7-2 一个大气压下24℃的空气，以60m/s 的速度流过温度为216℃的平面炉墙表面，炉宽1.0m,长0.4m ，若不计辐射换热，求炉墙的对流换热量。
已知在120℃下空气的有关物性为686.0Pr );/(1034.3;/1045.25226=︒⋅⨯=⨯=--C m W s m λν解：C T T T W f m ︒=+=+=120)24216(21)(21所以，对长L=0.4m 的平板有 55601051043.91045.254.060Re⨯>⨯=⨯⨯==-νlv L湍流从而有1196686.0]871)1043.9(037.0[Pr)871Re037.0(3/18.05318.0=⨯-⨯=-=Nu)/(9.994.0/1034.31196/22C m W l Nu h ︒⋅=⨯⨯==-λ于是传热热量为W A T T h Q f W 32.76720.14.0)24216(9.99)(=⨯⨯-⨯=-=题7-3 水在内径d=0.03m 、长度m l 0.2=的水平直管中流动，管内水流速,/04.0s m u =平均温度,20C T f ︒=当管壁温度为C T W ︒=60时，求对流换热系数。
已知时，C T f ︒=20水的物性参数为02.7Pr ;/11082.1);/(599.0;/10006.1426=︒⨯=︒⋅=⨯=--C C m W s m βλν当C T W ︒=60时，)/(10699.4;98.2Pr 4s m kg W W ⋅⨯==-μ解： 2300119210006.103.004.0Re6<=⨯⨯==-νudf层流1052.125203.002.71192Pr Re>=⨯⨯=l d ff可以选式（7.39）计算 86.259.001.586.1)()/Pr (Re86.114.03/1=⨯⨯==W ff ffl d Nuμμ故 )/(1.5703.0599.086.22C m W dNu h ︒⋅=⨯==λ题7-4 一直管内径为0.08m,管长为5m,管壁温度保持60℃，水与空气分别从管中流过，试分别计算水和空气从20℃加热到40℃时对流换热系数。
已知管中水的流速为0.3m/s,空气流速为4.5m/s 。
已知在30℃下水的有关物性为42.5Pr );/(618.0;/10805.026=︒⋅=⨯=-C m W s m λν在30℃下空气的有关物性为 701.0Pr );/(1067.2;/109.22226=︒⋅⨯=⨯=--C m W s m λν解：C T T T f f f ︒=+=+=30)4020(21)(2121C T T T f W ︒=-=-=∆303060 故不考虑因粘度引起的误差修正。
又 对于直管605.6208.0/5>==d L ，故不考虑入口段修正。
水： 2981310805.008.03.0Re 5=⨯⨯==-νud空气：15720109.2208.05.4Re 6=⨯⨯==-νud均为旺盛湍流)10000(Re >,采用式（7.31） 水)/(6.132642.529813023.008.0618.0Pr Re023.024.08.04.08.0C m W dh ff︒⋅=⨯⨯⨯==λ空气)/(2.15701.015720023.008.01067.2PrRe023.024.08.024.08.0C m W dh ff︒⋅=⨯⨯⨯⨯==-λ 题7-5 长12m ，外径0.3m 的垂直蒸汽管外表面温度为60℃，试求在20℃的空气中此管单位长的散热量。
在40℃下空气的有关物性为699.0Pr );/(0276.0;/1096.1626=︒⋅=⨯=-C m W s m λν解：C T T T f W m ︒=+=+=40)2060(21)(21垂直圆柱管，定型尺寸为管长L=12m 。
湍流91226332101025.5699.0)1096.16()40273(12)2060(81.9Pr Pr >⨯=⨯⨯⨯+⨯-⨯=∆=-L vT g Gr β查表1可得：,31,1.0==n C 则1739)1025.5(1.0Pr)(1.0311231=⨯⨯=⋅=Gr Nu )/(0.4120276.017392C m W HNuh ︒⋅=⨯==λ故 m W d T T h Q f W /72.1503.014.3)2060(4)(=⨯⨯-⨯=-=π题7-6 水以0.8kg/s 的流量在内径为d=2.5cm 的管内流动，管子的内表面温度为90℃，进口处水的温度为20℃，试求水被加热至40℃时所需的管长。
已知时，C T f ︒=30水的物性参数为)/(174.4),/(109.314),/(105.80142.5Pr ;/7.995);/(108.61;/10805.0663226C kg kJ c m s kg m s kg m kg C m W s m p W f︒⋅=⋅⨯=⋅⨯===︒⋅⨯=⨯=----μμρλν解：C T T T f W m ︒=+=+=30)4020(21)(21s m A Mu /64.17.995)105.2(8.0422=⨯⨯⨯⨯==-πρ4662101009.510805.0105.264.1Re >⨯=⨯⨯⨯==--νud流动为湍流。
由于温差为60℃，故要作修正。
97.2919.3145.80142.5)1009.5(023.0Pr Re023.011.04.08.0411.04.08.0=⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯⨯⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=Wf ffNuμμ根据热平衡方程：流体得到（或失去）的热量=流体与管壁间的对流换热量即 96.1)()('''=--=f W f f p T T d h T T Mc l π又 604.78105.296.12>=⨯=-dl故不必进行管长修正。
题7-7 长10m,外径为0.3m 的包扎蒸汽管，外表面温度为55℃，求在25℃的空气中水平与垂直两种方式安装时单位管长的散热量。
已知在40℃下空气的有关物性为699.0Pr );/(1076.2;/1096.16226=︒⋅⨯=⨯=--C m W s m λν解： (1) 水平安装时，特征尺寸为管子外径，即d=0.3m,则层流97263321010169.6699.0)1096.16()40273(3.0)2555(81.9Pr Pr <⨯=⨯⨯⨯+⨯-⨯=∆=-L vT g Gr β查表1得：。
41,53.0==n C97.46)10169.6(53.017=⨯⨯=Nu)/(32.43.01076.297.4622C m W dNuh ︒⋅=⨯⨯==-λm W m W d T T h Lf W /1.122/3.014.3)2555(32.4)(=⨯⨯-⨯=-=Φπ(2) 垂直安装时，特征尺寸为管子长度，即L=10m,则湍流912263321010285.2699.0)1096.16()40273(10)2555(81.9Pr Pr >⨯=⨯⨯⨯+⨯-⨯=∆=-L vT g Gr β查表1得：。
31,1.0==n C 1317)10285.2(1.03112=⨯⨯=Nu)/(64.3101076.2131722C m W dNuh ︒⋅=⨯⨯==-λm W m W d T T h Lf W /9.102/3.014.3)2555(64.3)(=⨯⨯-⨯=-=Φπ（3）以简化公式计算1）水平安装时为层流，查表1得计算公式为)/(21.43.0255533.133.124/141C m W d T h ︒⋅=⎪⎭⎫⎝⎛-⨯=⎪⎭⎫ ⎝⎛∆=2）垂直安装时为湍流，查表1得计算公式为 ())/(51.3255513.113.123/131C m W Th ︒⋅=-⨯=∆=计算误差均未超过±5%。
题7-8 一水平放置的热力管道在厂房中散热。
已知管道外径d=108mm,其外表面温度,80C T W ︒=厂房内空气温度。
C T f ︒=10试计算每米管道由自然对流换热方式散失的热量。
解：本题符合采用专用式（7.23）的条件 平均换热系数 )/(76.6108.07034.1)/(34.124141C m W l T h ︒⋅=⎪⎭⎫⎝⎛=∆=每米长管道自然对流换热的散热量为m W d T T h Q f W /160108.07076.6)(=⨯⨯⨯=-=ππ题7-9 一台蒸汽轮机用冷凝器铜管根数n=6000,，管外径为23mm,壁厚1mm 。
冷却水进口处水温和管内壁温度分别为,4.29,4.27''C T C T W f ︒=︒=冷却水出口处水温和管内壁温度分别为,6.35,6.34'''''C T C T W f f︒=︒=冷却水流量。
s kg Q /2500=冷凝器内冷却水为两个流程。
试计算管内壁与水之间的平均对流换热系数。
已知，水在31℃时的物性参数为：sPa s Pa m kg K m W s m W f⋅⨯=⋅⨯===⋅=⨯=---66326104.764,107.786,31.5Pr ,/4.995),/(62.0,/1079.0μμρλν（提示：冷凝器过流截面积为2600042⋅⋅dπ）解：4462101043.61079.026000)2001.0023.0(44.995)2001.0023.0(2500Re >⨯=⨯⨯⨯⨯-⨯⨯⨯-⨯===-πνρνA Qdud流动为湍流。
对流换热系数为)/(929931.5)1043.6(021.062.0023.0Pr Re023.024.08.044.08.0K m W dh ff⋅=⨯⨯⨯⨯==λ题7-10 水式量热计为一外径mm d 15=的管子，用空气斜向吹过。