冶金传输期复习题教程文件

冶⾦传输原理-动量传输-第3章试题库第3章流体动⼒学【题3-1】在⽣产过程中常⽤设备位置的⾼度差来使流体以⼀定的流速或流量流动，如⽔塔、⾼位槽或虹吸等。

这类计算可归纳为已知⾼度差求流速或流量；或者求出欲达到某⼀流量须保持若⼲⾼度差。

如图3-1所⽰，⽔槽液⾯⾄管道出⼝的垂直距离保持在6.2m,⽔管全长330m,管径为。

mm mm 4100?φ如果此流动系统中压头损失为O mH 26，试求管路中每分钟可达到的流量。

图3-1 题3-1⽰意图解取⽔槽液⾯为1—1截⾯，⽔流出⼝为2—2截⾯，取⽔平基准⾯通过⽔管中⼼。

列出1—1截⾯⾄2—2截⾯之间的伯努利⽅程式为'2222112122w h z g p g u z g p g u +++=++ρρ因为⽔平基准⾯通过截⾯2—2，所以m z z 2.6,012==。

液⾯因为⽔流出⼝均与⼤⽓相通，故121==p p ⼤⽓压。

因截⾯1—1⽐2—2要⼤的多，所以可近似认为01=u 。

已知O mH h w2'6=，将这些数值代⼊得622.622+=gu ，解出s m g u /98.122.02=?=于是⽔的流量min /79.0/013.0092.0498.1433222m s m d u Q ==??=?=ππ【题3-2】采⽤如图3-2所⽰的集流器测量离⼼风机的流量。

已知风机吸⼊管道的直径d=350mm,插⼊⽔槽中的玻璃管内⽔升⾼h=100mm,空⽓的密度,/2.13m kg =ρ⽔的密度为,/10003'm kg =ρ不考虑损失，求空⽓的流量。

图3-2 题3-2⽰意图解取吸⽔玻璃管处为过流断⾯1—1，在吸⼊⼝前的⼀定距离，空⽓为受⼲扰处，取过流断⾯0—0，其空⽓压⼒为⼤⽓压a p ，空⽓流速近似为0，00≈v 。

取管轴线为基准线，且0'10=-w h ，则列出0—0和1—1两个缓变流断⾯之间的能量⽅程为gv g p g p a 2000211++=++ρρ⽽gh p p a '1ρ-=，所以sm gh g gh p p g g p p g v a a a /43.402.110001.0807.922)(223''11===--=-=ρρρρρs m d v q v /89.335.0442.4043221=??==ππ【题3-3】如图3-3所⽰，求单位宽度⼆维槽道内⽔的流量，忽略能量损失。

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。

冶金传输原理复习大纲第一篇动量传输动量传输的研究对象：流体。

研究内容：流体的运动和平衡规律。

一基本概念1．流体：流体是一种受任何微小剪切应力作用能持续变形的一种物质2．流体的粘性：流体内部各流体微团之间发生相对运动时，流体内部会产生摩擦力（即粘性力）的性质。

（与固体外表面接触时）或流体在流动或变形时，其本身所具有的阻碍流动或变形的性质；流体的粘度：衡量流体粘性大小的物理量;可压缩性：流体的体积随压力变化而变化的属性称为流体的压缩性；不可压缩性：当流体的压缩性对所研究的流动影响不大，可忽略不计时，这种流体称为不可压缩流体，反之称为可压缩流体。

3．理想流体: 粘性为0的流体（实际并不真正存在）实际流体: 具有粘性的流体4．流体压强及表示方法（绝对压强，表压）压强：垂直作用于单位面积流体上的压力，称为压强。

压强表示方法：一个标准大气压的精确值为101.325Pa，它是指一个标准大气压比绝对零压高101.325Pa。

绝对压强：凡是用绝对零压作起点计算的压强，称为绝对压强。

表压：一般测压仪都是测定相对压强，故相对压强又称为表压强。

5．作用于流体上的力：表面力，体积力（质量力）A 表面力如法向力（压力），切向力（粘性力）表面力的大小与其表面积的大小呈正比，是作用在表面上的力。

B体积力（质量力）如重力、惯性力、电磁力等质量力的大小与其质量的大小呈正比，它可以远距离作用在流体内部的每一个质点上。

故称远程力。

6．流体流动的起因及分类：自然流动：无外力作用，由于流体本身的性质导致的流动。

(河水，风…）强制流动：在外力作用下产生的流体的流动。

（自来水管，水泵…）7．速度场、速度梯度、边界层，稳态流动及非稳态流动速度场：速度在空间和时间上的分布状态。

速度梯度：垂直于流体运动方向的速度变化率，或称速度梯度。

边界层：受固体壁面的影响速度急骤变化的区域0≤y≤δ(x)为边界层稳态流动：在流体的任何空间点处，流体的速度即其他物理量均不随时间而改变，仅与这些点的空间位置有关，即u = f（x，y，z）…∂u/∂τ= 0…非稳态流动：在流体的任何空间点处，流体的速度和其他物理量只要有一项随时间而改变，这是运动要素就不仅与这些点的空间位置有关，而且与时间有关，即u = f（x，y，z，τ）…∂u/∂τ≠0…8．动量通量的概念及计算公式动量通量：单位时间通过单位面积的动量量，称为动量通量。

5-1 飞机模型在空气中以1.5m/s 速度滑翔，若将机翼视为宽为10cm ，长为25cm 的平板，试估算平板后缘上的边界层厚度δ及平板阻力。

已知空气温度为10℃,大气的运动粘性系数为s m /1042.125-⨯=ν，3/247.1m kg =ρ.(答：4.866mm ，9.063×10-4N )解：后缘雷诺数为：4551.50.10Re 1.05610 3.2101.4210V Lν∞⨯===⨯<⨯⨯ 整个平板为层流边界层则cm L4866.010056.11.00.5Re 0.54=⨯⨯==δ阻力系数阻力为5-2光滑平板宽1.2m ，长3m ，潜没在静水中以速度s m u /2.1=沿水平方向拖曳，水温为10℃，求：1）层流边界层的长度（5105Re ⨯=K ）；2）平板末端的边界层厚度；3）所需水平拖拽力。

答：（0.55m ，57.2mm ，16.57N ）5-3飞机以速度100m/s 在大气中飞行，若视机翼为平板，并认为机翼前缘开始均为湍流边界层，试计算边界层厚度δ以及平板总阻力。

已知机翼长度为m L 15=，宽度为m b 2=，空气温度为10=t ℃。

（答：2.751cm ，1.631kN ）5-4速度为30m/s 的风，平行地流过广告板。

广告板长10m ，高5m ，空气温度为10℃，试求广告板所承受的摩擦力。

(答137.9N)解： 10=t ℃空气的运动粘度s m /1042.125-⨯=ν，密度3/247.1m kg =ρ 由于7510113.21042.11030Re ⨯=⨯⨯==-∞νLV L 混合边界层所以： 002457.000008.0002537.0Re 1700Re 074.02.0=-=-=L L D C 总摩擦力为：5-5跳伞者的质量kg M 80=，降落时的迎流面积为220.0m A =，设其阻力系数8.0=D C ，气温为0=t ℃，试确定降落过程中的末端速度eV 。

冶金传输原理课后题■沈巧珍版第一章1・9解/ = ^ = 800x9.8 = 7840/V/w3比重 800 1000 = 0.8l-io W 加 _ 6790 一厂 500x10°=13580kg/m 3y = pg = 13580x9.8 = 133084N/"P Gl + — 2731.3 ? WOO 1 + 273或£ = pT = ^ = C p RPo T o=Pj\ =P1T 2P ()T G _ 1.3x273/?，一 一 273 + 1000 p Q T 0 _ 1.3x273T? 一 273 +1200Pt = =0.279kg/m 3Pl 2001.3 l+i 200 273 =0.241 kg/in' =0.279kg/m 3=0.241Ag//w 31-12 Wa v =1 \V匕一拆1r, Ar么三= 273乎00十23片 7；273 + 200增大了0.423倍。

1・13解V, =V o fl + —1r \ 273 丿v0 = ~-=亍25= 5.818/77/50/ t \273 + 9001 + -----(273丿2731・14解- = RT n P 101325 “r z 2 , 2 ”R =一 = ---- = 287・05加・/a • K pT 1.293x273=0.082a/w - L / mol • K =8.3\J 丨mol • K = 29.27m/ K 1・15解p p =—RT1・20解1 dV Ct p = --------- P V dP 65.1x10’287x(273 + 20)=0.774kg/m3A RT299.2 xlO3287x(273+ 37)一1.115^g//w3^3^5 4=0.2 6.0792 105 273 20V =V 2 -V , = 0.2V , -V , = -0.8V ,体积缩小了 0.8倍1- 佃解PV k = C PV = n R T空气k=1.4T 2 N.32T , h.32 ,5 273[=380.,6K =,07.,6C1- 21 解P 绝二 P 表 P 大二 70 98 -,68kPaP 表二 68.5-98 =-29.5kPadP = P 2 1% 0.5 10' =2 10 1-18 解py _ P 2V 2V , P 2 T , T, <V 2 JP 2 =9,2" =2.64R =2.67"05Pa1- 22解根据已知边界条件y = 0 v x = 0y = 60mm V max = 1.08m/s由此得抛物线方程2v x - -300y 36yv x =1.08-300 0.06-y 2dv.=0.05 600 0.06 - y ；=300.06 -y dyy = 0 0 =1.8y = 20mm = 0.02m - 20 =1.2y = 40mm = 0.04m - 40 = 0.6y 二 60mm = 0.06m 60 = 0第二章2-2解dV x dy二 600 0.06 - yv x =x 3siny v y =3x 'c oys所以此平面流场不连续2-3解2V r = 2rsin vcos v - 2rc o &v r -=2si nr COST r -0所以此平面流场连续2-4解x = Ae^ _1“ y =Be5 -1 求解得’Z =C则有:■Vx x :x =3x 2sin y ■y3=-3x s i yi -V y■y 二 3x 2 一3x 3 sin y丰 0 .:v r.:r =2sin^ COSTV xdxV y V z d=dyd dz 「y-0当=0时（初始时刻）c 解出A 、B 、CA= J^,B = —,C"J 0c o^ss i fe 0“=b—电+幕辱一1e —0 z = c即拉格朗日法表达式=1,x=1,y=2,z=3 时寸仁 Ae-1 -1 2 二 Be"1 1 -1 3 = c 解得 A 3A二一eB =2e 流线方程为 3彳e _ -1 e y = • -1z = 3= 1.5,x = 1, y = 2,z = 3 时寸1 1.5 1 3.5 A _ ______________ _ _____ A1 .5 1.5 e e 「 2—1.5+1 B 1.5 eC =33.5彳x =订e - ■ -1e y = F e -1ez = 3 2-5解1293 1 ： - v t 3.525 kg / m273 400273q v = 'VA80003600—— =8.82 m/s v —EA 0.525 汽 2 汉0.4 汇0.62-6解PV 12 Pv ；R 亠=P 2 上2 2 V 1A 1 = V? A 22 v ； p _P 2 =#（v ；—讶）=p7水艮 gh =26558Pa100° £ - 0.44v 2 2 =265582- 7解 取入口处为A 面，出口处为B 面，以入 口管中心为基准面，在 A-B 面间列出伯努利方二gz A 二 P B 电"gzB h 失 22 2 = 6.37 rn / s ； 「6 3.14 0.22、 1000".59239020+ --------------- +100^9.^1 丿=88888 - 50084 二 38804Pa2A 2 0.122 v2 = 0.44V 2 0.152P B =39.02kPa;■dA 4 0.2 2 = 1.59m/s; 3.14 0.4 h 失二P A 竺2 "P B 2v 2 =65.87 v 2 =8.12m/sq = v 2 A 2 = 8.12 -0.1^ 0.064m 3/s 4已知 PA 二 68.6kPa; 4 0.22- 8解选取粗管道为1截面，喉管处为2截面，管中心为基准面。

第一章动量传输的基本概念 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 连续介质流体是在空间上和时间上连续分布的物质。

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dydv x yx μτ±==A Fτyx 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m 2/s 。

ρμη=例题1-16.温度对粘度的影响粘度是流体的重要属性，它是流体温度和压强的函数。

在工程常用温度和压强范围内，温度对流体的粘度影响很大，粘度主要依温度而定，压强对粘性的影响不大。

当温度升高时，一般液体的粘度随之降低；但是，气体则与其相反，当温度升高时粘度增大。

这是因为液体的粘性主要是由分子间的吸引力造成的，当温度升高时，分子间的吸引力减小，μ值就要降低；而造成气体粘性的主要原因是气体内部分子的杂乱运动，它使得速度不同的相邻气体层之间发生质量和动量的交换，当温度升高时，气体分子杂乱运动的速度加大，速度不同的相邻气体层之间的质量和动量交换随之加剧，所以μ值将增大。

冶金传输原理总复习第一章动量传输的基本概念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 连续介质流体是在空间上和时间上连续分布的物质。

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dydv x yx μτ±==A Fτyx 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m 2/s 。

ρμη= 例题1-16.温度对粘度的影响粘度是流体的重要属性，它是流体温度和压强的函数。

在工程常用温度和压强范围内，温度对流体的粘度影响很大，粘度主要依温度而定，压强对粘性的影响不大。

当温度升高时，一般液体的粘度随之降低；但是，气体则与其相反，当温度升高时粘度增大。

这是因为液体的粘性主要是由分子间的吸引力造成的，当温度升高时，分子间的吸引力减小，μ值就要降低；而造成气体粘性的主要原因是气体内部分子的杂乱运动，它使得速度不同的相邻气体层之间发生质量和动量的交换，当温度升高时，气体分子杂乱运动的速度加大，速度不同的相邻气体层之间的质量和动量交换随之加剧，所以μ值将增大。

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。

冶金传输原理作业汇总冶金传输原理作业(c).注意希腊符号的书写;(d)注意单位的检查;(e).用同一种颜色的笔书写.1.名词解释[1]流体的粘度与运动粘度[2]理想流体与实际流体[3]牛顿流体与非牛顿流体[4]质量力和表面力[5]流线与迹线2.简答题[1]什么是流体连续介质模型？说明研究流体力学引入连续介质概念的必要性和可能性[2]简单表述流体粘性产生的机理。

温度对液体和气体的粘性的影响有何不同。

为什么会有这种不同?[3]研究流休运动的Lagrange法和Euler法有什么区别和联系系？沿江河设置的水文观测站和陆地设置的气象观测站，前者观刚洪水的传播，后者收集天气预报数据，问它们属于拉格朗日法还走欧拉法？1.怎样理解层流和紊流剪应力的产生和变化规律不同，而均匀流动方程式?2.紊流的瞬时流速、时均流速、脉动流速、断面平均流速有何联系和区别?3.紊流不同阻力区(光滑区、过渡区、粗糙区)沿程摩阻系数 的影响因素有何不同?4.什么是当量粗糙, 当量粗糙高度是怎样得到的?5.试比较圆管层流和紊流水力特点(剪应力、流速分布、沿程水头损失、沿程摩阻系数)的差异?1．怎样判别粘性流体的两种流态——层流和湍流2．为何不能直接用临界流速作为判别流态(层流和湍流)的标准?3．常温下，水和空气在相同直径的管道中以相同的速度流动，哪种流体易为湍流?为什么？1. Euler 运动微分方程各项的单位是什么？2. 归纳伯努利方程，a)适用的范围；b).各项比能的单位。

(1)造成局部压力损失的主要原因是什么?(2)什么是边界层?提出边界层概念对流体力学研究有何意义? 计算题1.设有温度为0℃的空气，以4m/s ，的速度在直径为100mm 的管中流动,试确定其流动形态.若管中的流体先后换成水和油，它们的流速均为0.5m/h 水的运动粘度621.79210/m s ν-=⨯，油的运动粘 度623010/m s ν-=⨯，试问水和油在管中各何种流动形态?2如图所示，试说明流体以流率q 沿长L 的圆锥形渐变管流动时雷诺数Re 的变化规律。

第一章动量传输的基本概念 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 连续介质流体是在空间上和时间上连续分布的物质。

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dydv x yx μτ±==A Fτyx 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m 2/s 。

ρμη=例题1-16.温度对粘度的影响粘度是流体的重要属性，它是流体温度和压强的函数。

在工程常用温度和压强范围内，温度对流体的粘度影响很大，粘度主要依温度而定，压强对粘性的影响不大。

当温度升高时，一般液体的粘度随之降低；但是，气体则与其相反，当温度升高时粘度增大。

这是因为液体的粘性主要是由分子间的吸引力造成的，当温度升高时，分子间的吸引力减小，μ值就要降低；而造成气体粘性的主要原因是气体内部分子的杂乱运动，它使得速度不同的相邻气体层之间发生质量和动量的交换，当温度升高时，气体分子杂乱运动的速度加大，速度不同的相邻气体层之间的质量和动量交换随之加剧，所以μ值将增大。

《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=∂∂+∂∂y v x v y x ）。

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 ε 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 x v 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 。

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。

第1章 流体的主要物理性质（含绪论）1-1 温度为38℃的水在一平板上流动（1）如果在1x x =处的速度分布,33y y u x -=求该点壁面切应力。

38℃水的特性参数是：s cm m t /007.0/123==νρ（2）在处，和11x x mm y ==沿y 方向传输的动量通量是多少？ （3）在处，和11x x mm y ==沿x 方向有动量通量吗？若有，它是多少（垂直于流动方向的单位面积上的动量通量）？图1-1 习题1图 解：（1）s Pa m kg s m m t s cm ⋅=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯==-0007.010*******.01007.032432νρμ233y dydu x-= 壁面处，,0=y 故有3)33(020=-===y y x y dyduPa dydu x3101.20007.033-⨯-=⨯-=-==μμτ(2)999997.2)33(001.02001.0-=--===y y x y dyduPa dydu x3100999.2)999997.2()0007.0(-⨯-=-⨯-=-=μτ(3) 沿x 方向的对流动量通量为 x x u u ρs m u y x33001.0103001.0001.03-=⨯≈-⨯= sm Nu u x x ⋅=⨯⨯=2009.0003.0003.01000ρ1-2 一平板距另一固定平板,5.0mm =δ二板水平放置，其间充满流体，上板在单位面积上为m N /2=τ的力作用下，以s m u /25.0=的速度移动，求该流体的动力粘度。

解： 由牛顿粘性定律 dyduμτ= 由于两平板间隙很小，速度分布可认为是线性分布，可用增量来表示微分。

)(004.025.0105.0203s Pa u du dy ⋅=⨯⨯=-==-δττμ1-3 长度,1m L =直径mm d 200=水平放置的圆柱体，置于内径mm D 206=的圆管中以s m u /1=的速度移动，已知间隙中油液的密度为,/9203m kg =ρ运动粘度,/106.524s m v -⨯=求所需拉力F 为多少？解： 动力粘度为)(5152.0106.59204s Pa ⋅=⨯⨯==-ρνμ由牛顿粘性定律 dydu AF μ= 由于间隙很小，速度可认为是线性分布。