冶金传输期复习题

材料成形及控制专业冶金传输原理复习题

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。由流速为零的壁面到速度分布较均匀的地方

9 伪塑性流：其特征值为Γ= η（dv/dy）^n，且n<1的非牛顿流体

10非牛顿流体：不符合牛顿粘性定律的流体

11宾海姆塑流型流体：使其流动需要一定的切应力Γ0，当切应力大小小于Γ0时为固结状态，当切应力大于Γ0才开始流动的流体

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。

15 层流：流体质点在流动方向上分层流动，各层互不干扰和渗混，这种流线呈平行状态的流动称为层流

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成正比，与物体的密度和比热容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: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，即单色吸收率为常数，这种假定的物体称之为

灰体

30 辐射力的单位

31 角系数:我们把表面1发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组分A的质量

33摩尔溶度:单位体积的混合物中组分的物质的量

34 空位扩散

35 自扩散系:纯金属中原子曲曲折折的通过晶格移动

36 互扩散系数

37 普朗克定律

38 斯蒂芬-玻尔茨曼定律

39 维恩位移定律

40 基尔霍夫定律

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

45 纽歇尔数

46，温度边界层

二问题

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，可以采取哪些办法?

答：

知：

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 γργ

γ

+=+=+

=

+

002

21

1g 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： ， y x x

v x

sin 32=∂∂

y x y

v y sin 33-=∂∂

当x=0，1，或y=k π （k=0，1，2，……）时连续。

10 已知管径d ＝150 mm ，流量Q ＝15L/s ，液体温度为 10 ℃，其运动粘度系数ν＝0.415cm 2/s 。试确定：(1)在此温度下的流动状态；(2)在此温度下的临界速度；(3)若过流面积改为面积相等的正方形管道，则其流动状态如何? 解：流体平均速度为：

雷诺数为

：

故此温度下处在不稳定状态。

因此，由不稳定区向湍流转变临界速度为：

()y x y y y x x

x x y

x

sin 13sin sin 32323-=-=∂∂+∂∂ν

ν