冶金传输原理热量传输第7章试题库
冶金传输原理考试试卷(A)
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★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？
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第4页。
冶金传输原理复习习题
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400m m×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。
传热学7--9章部分习题答案
第7章作业7-3把太阳表面近似的看成是T=5800K 的黑体，试确定太阳发出的辐射能中可见光所占的百分数。
解：λ1T=0.38×5800=2204μm.K λ2T=0.76×5800=4408μm.K F b(0-λ1)=10.19% F b(0-λ2)=55.04% F b(λ1-λ2)=44.85%7-7用特定的仪器侧得，一黑体炉发出的波长为0.7μm 的辐射能（在半球范围内）为108w/m 3，试问该黑体炉工作在多高的温度下？在该工况下辐射黑体炉的加热功率为多大？辐射小孔的面积为4×10-4m 2。
解：由普朗特定律(7-6)，得：1)107.0(10742.31062107.0104388.156168−×××=−−××−−−Te所以T=1213.4K该温度下，黑体辐射力E b =5.67×10-8×1213.44=122913w/m 2 辐射炉的加热功率为：4×10-4×122913=49.2w7-17一选择性吸收表面的光谱吸收比随λ变化的特性如图所示，试计算当太阳投入辐射为G=800W/m 2时，该表面单位面积上所吸收的太阳能量与太阳辐射的总吸收比。
解：∫=4.101)5800(9.0λλd E q b∫=4.101)5800()5800(9.0)5800(/λλd E E E q b b b∫∞=4.12)5800(2.0λλd E q bλ1T=1.4×5800=8120μm.K F b(0-λ1)=86.08%F b(λ1-∞)=1-86.08%=13.92% q 1/E b =0.9×0.861=0.775 q 2/E b =0.2×0.139=0.028Q=800×(0.775+0.028)=642.4W 总吸收率642.4/800=80.3%7-19暖房的升温作用可以从玻璃的光谱的穿透比变化特性得到解释。
材料加工冶金传输原理习题答案
第一章 流体的主要物理性质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 ==ρν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 V K ⎥⎦⎤⎢⎣⎡∆∆-=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 0yx 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外表力两种。
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。
而外表力是指作用在流体外表上的力，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。
2-2什么是流体的静压强，静止流体中压强的分布规律如何? 解： 流体静压强指单位面积上流体的静压力。
冶金传输原理 热量传输
定义和特征 定义
指温度不同的物体各部分或温度不同的两物体间直接接触时, 不发生宏观
运动，仅依靠分子、原子及自由电子等微观粒子热运动而进行的热量传递
现象。
6
热量传输概论
导热（热传导）
2. 热 量 传 输 的 基 本 方 式
定义和特征
特征
必须有温差
物体直接接触 不发生宏观的相对位移 依靠分子、原子及自由电子等微观粒子热运动而传递热量
IPz ：单位时间从控制体下侧（Z方向）输入控制体的热量。
OP 项：单位时间输出控制体的热量
OPx ：单位时间从控制体右侧（X方向）输出控制体的热量：
Z
OPz
IPy
dz
IPx
OPy 0 dx IPz
OPx dy
X
IPx = qx dydz
Y
32
导
导热微分方程形式
热
Z
OPz
IPy dz
IPx
dy OPy 0 dx IPz
OPx
IPy ：单位时间从控制体后侧（Y方向） 输入控制体的热量。
X
IPy = qy dxdz IPz = qz dxdy
Y
10.1 导 热 基 本 概 念
热
热流量： 单位时间内通过某一给定面积F的热量. 用Q来表示，单位为W。
热流量是表现热量传输速率的一个物理量。
热通量：是指在单位时间内通过单位面积的热量, 亦称热流密度，用q表示单位为: W/㎡ 热流量与热通量的关系：Q= qF.
26
导
傅里叶定律
10.2 傅 里 叶 导 热 定 律
31
导
导热微分方程形式
热
能量衡算方程为：IP—OP + R = S 单位时间控制 体内能的变化
冶金传输原理课后题答案 沈巧珍版
v0
vt t 1 273
25 5.818m / s 273 900 273
1-14 解：
P
R
RT
P 101325 287.05m 2 / s 2 K T 1.293 273 0.082atm L / mol K 8.31J / mol K 29.27m / K
vA
4q v 4 0.2 6.37m / s; 2 d A 3.14 0.2 2
zA 0
PB 39.02kPa;
vB
4q v 4 0.2 1.59m / s; 2 d A 3.14 0.4 2
zB 1
2 2 v A v B h失 P gz p gz A A B B 2 2 2 1000 6.37 1000 1.592 68600 1000 9 . 8 0 39020 1000 9.8 1 2 2 88888 50084 38804Pa
1-22 解： 根据已知边界条件
y0 y 60mm
由此得抛物线方程
vx 0 v max 1.08m / s
v x 300y 2 36 y
v x 1.08 3000.06 y
2
dvx 6000.06 y dy
dvx 0.05 6000.06 y 30 0.06 y dy
l v 2 d 2
P 1 P 2 ； l1 l 2 ； 1 2 ； v
4q v d 2
1
l1 16qv1 l 16qv 2 2 2 2 4 4 d1 2 d1 d2 2 2d2
金属冶炼中的热辐射与传热机理考核试卷
一、单项选择题
1. C
2. A
3. B
4. B
5. A
6. A
7. A
8. D
9. C
10. B
11. A
12. D
13. A
14. D
15. B
16. C
17. D
18. B
19. D
20. A
21. C
22. D
23. D
24. A
25. D
二、多选题
1. A, B, C, D
2. A, B, C, D
1.金属冶炼过程中，热辐射的传递主要通过______方式进行。
2.斯忒藩-玻尔兹曼定律表明，黑体辐射的功率与其______的四次方成正比。
3.金属冶炼炉中的热辐射损失可以通过______来减少。
4.金属冶炼过程中，热辐射对炉衬的损害主要是由于______引起的。
5.金属在高温下的热辐射能力主要取决于其______。
3. A, B, C, D
4. A, B, C, D
5. A, B, C, D
6. A, B, C, D
7. A, B, C, D
8. A, B, C, D
9. A, B, C, D
10. A, B, C, D
11. A, B, C, D
12. A, B, C, D
13. A, B, C, D
14. A, B, C, D
A.温度成正比
B.温度成反比
C.体积成正比
D.体积成反比
24.在金属冶炼过程中，提高热效率的主要途径是？（）
A.降低炉温
B.提高炉温
C.减少炉料中的杂质
D.使用高效的加热设备
冶金传输原理试卷试题A参考答案期末考试试题及参考答案
《冶金传输原理》试题（A ）参考答案一、名词解释（每题8分，共40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 Re ρμ=,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：2sa Fo τ=，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。
二、填空题（每题3分，共24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）。
冶金传输原理知识点
1．流体的概念:物质不能抵抗切向力，在切向力的作用下可以无限地变形，这种变形称为流动，这类物质称为流体，其变形的速度即流动速度与切向力的大小有关，气体和液体都属于流体。
2.什么是连续介质，在流体力学中为什么要建立连续介质这一理论模型？答：（1）连续介质是指质点毫无空隙的聚集在一起，完全充满所占空间的介质。
（2）引入连续介质模型的必要性：把流体视为连续介质后，流体运动中的物理量均可以看为空间和时间的连续函数，就可以利用数学中的连续函数分析方法来研究流体运动，实践表明采用流体的连续介质模型，解决一般工程中的流体力学问题是可以满足要求的。
3流体的主要物理性质密度；比容（比体积）；相对密度；重度（会换算）4.流体的粘性在作相对运动的两流体层的接触面上，存在一对等值而反向的作用力来阻碍两相邻流体层作相对运动，流体的这种性质叫做流体的粘性，由粘性产生的作用力叫做粘性力或内摩擦力。
1) 由于分子作不规则运动时，各流体层之间互有分子迁移掺混，快层分子进入慢层时给慢层以向前的碰撞，交换能量，使慢层加速，慢层分子迁移到快层时，给快层以向后碰撞，形成阻力而使快层减速。
这就是分子不规则运动的动量交换形成的粘性阻力。
2) 当相邻流体层有相对运动时，快层分子的引力拖动慢层，而慢层分子的引力阻滞快层，这就是两层流体之间吸引力所形成的阻力。
5.牛顿粘性定律在稳定状态下，单位面积上的粘性力（粘性切应力、内摩擦应力）为τyx说明动量传输的方向（y 向）和所讨论的速度分量（x向）。
符号表示动量是从流体的高速流层传向低速流层。
动力粘度μ，单位Pa·s运动粘度η，单位m2/s6.牛顿流体和非牛顿流体凡是切应力与速度梯度的关系服从牛顿粘性定律的流体，均称为牛顿流体。
常见的牛顿流体有水、空气等，非牛顿流体有泥浆、纸浆、油漆、沥青等。
对于不符合牛顿粘性定律的流体，称之为非牛顿流体。
1.研究流体运动的方法拉格朗日(Lagrange)法及欧拉法。
冶金传输原理习题集
《冶金传输原理—传热传质》部分习题集一、 概念题-11. 温度场2. 温度梯度3. 对流给热（对流换热）4. 热流量与热通量5. 流向传质与非流向传质6. 热通量与传质通量7. 黑体8. 黑度（辐射率） 9. 热辐射 10. 有效辐射 11. 角系数 12. 非稳态导热13. 导热问题第三类边界条件（导热问题第一类边界条件） 14. 热边界层（传质边界层） 15. 努塞尔特准数及其物理意义 16. 格拉晓夫准数及其物理意义 17. 施密特与修伍德准数的表达式 18. 傅立叶准数及其物理意义 19. 修伍德准数的表达式 20.傅立叶准数的物理意义二、 概念题-21. 在平板层流给热分析解法求解对流给热系数的过程中，层流边界层对流给热微分方程组有四个微分方程，若用文字或数学解析式表达，它们分别是① 、② 、③ 、和④连续性方程（0=∂∂+∂∂yv x v yx ）。
2.影响流体对流给热系数的因素可以归结为四个方面。
他们是 、 、温度 和 壁面几何形状与位置。
3.求解传热微分方程或传质微分方程的定解条件一般有四类，分别是 、 、 和边界条件。
4. 根据斯蒂芬－波尔兹曼定律和有关实际物体黑度的定义，实际物体的辐射力与温度的关系可表示为：E ＝ w/m 2，其中 称为物体的黑度，或称 ，其值介于0～1之间。
5. 对三维稳态导热的有限差分方法来说，任何一个内部节点的温度，其实就等于周围相邻节点温度的 ，即t i,j,k = 。
6. 影响流体对流给热系数的因素可以归结为四个方面。
它们分别为：流体流速、 、 和 。
7. 根据动量守恒定律，可以推导出纳维－斯托克斯方程；根据 ，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 微分方程。
8. 研究对流给热的主要任务，就是求解对流给热系数h 。
一般求解h 的方法有四种，它们分别是 、边界层近似积分解、 、和 。
9. 如果动量传输微分方程可以写作x x x x xz x y x x x g x pz v y v xv v z v v y v v x v v v +∂∂+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+∂∂+∂∂=∂∂+∂∂+∂∂+∂∂ρτ1222222，则热量传输微分方程可以写作 ，质量传输微分方程可以写作 。