2014年武汉科技大学考研试题813冶金传输原理(B卷)和标准答案
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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。
二O 一一年招收硕士研究生入学考试试题考试科目及代码: 冶金原理 808 适用专业: 冶金物理化学、钢铁冶金、有色金属冶金可使用的常用工具:直尺,计算器,铅笔,橡皮答题内容写在答题纸上,写在试卷或草稿纸上一律无效考完后试题随答题纸交回。
考试时间3小时,总分值 150 分。
姓名: 报考学科、专业: 准考证号码:密封线内不要写题B分)上图中实线为实际溶液中某组分B的蒸气压p与其在溶液中浓度(摩尔分数参考答案及评分参考六、简答题(4⨯4+6⨯6=52分)11.一般不相等。
熔化焓近似等于0或在熔点温度时。
12.%100][lg →∂∂=A w B K B K w f e ;溶解度增加。
13. 由于反应物浓度随时间的变化率与反应物浓度的一次方成正比,该反应为1级反应。
速率积分式:ln C A =-kt + ln C 0 14. 碱性减弱方向:CaO ,FeO ,Fe 2O 3,SiO 2。
15. 正极(右极):MoO 2(s )+4e =Mo (s )+2O 2- ;负极(左极):2O 2- =2[O]+4e电池反应:MoO 2(s )=Mo (s )+2[O] 16.)/(0RT E a e k k -=;a E :化学反应活化能,它是完成一化学反应进度,使物质变为活化分子所需的平均能量,J/mol ;0k :指前系数或频率因子,是T →0时的k ;R :气体常数,8.314J/(mol ⋅K)。
17. 由正、负离子分别组成的两个理想溶液的混合溶液是完全离子溶液。
虽在应用上受到一定限制,但它在熔渣理论上起了犹如理想溶液对实际溶液标准态的作用,可衡量某实际溶液对此的偏差;另外,导出的活度公式是其它离子溶液模型计算活度的基本公式。
18. 倾斜向下;该反应熵变大于0,而斜率为熵变的负值,因此斜率为负,倾斜向下;由于绝大多数氧化物氧势线倾斜向上,均能与2C+O 2=2CO 的氧势线相交,因此碳可以是万能还原剂。
冶⾦传输原理课后答案1、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。
1-9 ⼀只某液体的密度为800kg/,求它的重度及⽐重。
解: 重度:γ=ρg=800*9.8=7840kg/(˙)⽐重:ρ/=800/1000=0.8注:⽐重即相对密度。
液体的相对密度指该液体的密度与⼀个⼤⽓压下4℃⽔的密度(1000kg/)之⽐---------------------------------------------课本p4。
1-11 设烟⽓在标准状态下的密度为1.3kg/m3,试计算当压⼒不变温度分别为1000℃和1200℃时的密度和重度解:已知:t=0℃时,0=1.3kg/m3,且=则根据公式当t=1000℃时,烟⽓的密度为kg/m3=0.28kg/m3烟⽓的重度为kg/m3=2.274kg/m3当t=1200℃时,烟⽓的密度为kg/m3=0.24kg/m3烟⽓的重度为kg/m3=2.36kg/m31—6答:绝对压强:以绝对真空为起点计算的压⼒,是流体的实际,真实压⼒,不随⼤⽓压的变化⽽变化。
表压⼒:当被测流体的绝对压⼒⼤于外界⼤⽓压⼒时,⽤压⼒表进⾏测量。
压⼒表上的读数(指⽰值)反映被测流体的绝对压⼒⽐⼤⽓压⼒⾼出的数值,称为表压⼒。
既:表压⼒=绝对压⼒-⼤⽓压⼒真空度:当被测流体的绝对压⼒⼩于外界⼤⽓压⼒时,采⽤真空表测量。
真空表上的读数反映被测流体的绝对压⼒低于⼤⽓压⼒的差值,称为真空度。
既:真空度=︱绝对压⼒-⼤⽓压⼒︱=⼤⽓压⼒-绝对压⼒1-81 物理⼤⽓压(atm)= 760 mmHg = 10332 mm H2O1 物理⼤⽓压(atm) = 1.033 kgf/cm2 = 101325 Pa1mmH20 = 9.81 Pa1-21 已知某⽓体管道内的绝对压⼒为117kPa,若表压为70kPa,那么该处的绝对压⼒是多少(已经当地⼤⽓压为98kPa),若绝对压⼒为68.5kPa 时其真空度⼜为多少?解:P 绝=P 表+P ⼤⽓=70kPa+98kPa=168kPaP 真=-(P 绝-P ⼤⽓)=-(68.5kPa-98kPa)=29.5kPa1、⽓体在什么条件下可作为不可压缩流体?答:对于⽓体,在压⼒变化不太⼤(压⼒变化⼩于10千帕)或流速不太⾼(V<70⽶/秒)条件下(如流速较低的通风道),⽓体压缩程度很⼩,可忽略⽓体密度变化⽽作为不可压缩流体来处理。
姓名: 报考专业: 准考证号码:
密封线内不要写题
年攻读硕士学位研究生入学考试试题科目名称:冶金传输原理(□A 卷 B 卷)科目代码:考试时间:3小时 满分 150 分
计算器 □直尺 □圆规(请在使用工具前打√)所有答题内容必须写在答题纸上,写在试题或草稿纸上的一律无效;考完后试题随答题纸交回。
10 小题,每小题 3 分,共 30 分1atm 压缩到5atm ,温度由20℃升高到C. 0.25; D. 0.86
(工程大气压)= mmH 2O; C. 10000 ; D. 800
传输原理B 卷标答
一、选择题(30分)
1、B ;
2、A ;
3、C ;
4、B ;
5、A ;
6、C ;
7、A ;
8、A ;
9、B ;10、B
二、判断题:(对的在括号内打√、错的打×) (30分)
1、√
2、×
3、×
4、×
5、√
6、×
7、√
8、×
9、× 10、×
二、简答题:(30分)
1、答: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。
(4分)
2、答:附壁效应又称柯安达效应,是流体在射流中发生的一种贴壁现象,对于贴壁射流而言,自由湍流层的情况与自由射流相同,但贴近壁面的区域,由于壁面的限制,周围的介质不能被卷吸进来,使得贴近壁面的区域的速度梯度很大,动能的增加和摩擦力的作用,使静压下降,射流的上、下两侧的压力失去了平衡,在压差的作用下,使射流弯曲并贴向壁面。
此即为贴壁效应。
(4分)
3、答:无论是对过渡区还是湍流区,边界层最靠近壁面的一薄层始终作层流流动,这一薄层称为层流底层,这主要是因为在最靠近壁面处,壁面的作用使该层流体所受的粘性力永远大于惯性力所致。
(4分)
4、答:从形式上看,Nu 数(λhl
N u =
)与Bi 数(λ
hl B i =)完全相同,但二者物
理意义却不同。
(1)Nu 数中的为流体的λ导热系数,而一般h 未知,因而Nu 数一般是待定准则。
Nu 数的物理意义表示壁面附近流体的无量纲温度梯度,他表示流体对流换热的强弱。
(2)Bi 数中的λ为导热物体的导热系数,且一般情况下h 已知,Bi 数一般是已定准则。
Bi 数的物理意义是导热物体内部导热热阻(λ
l )与外部对流热阻(h
l )的相对大小。
(6分)
5、答:横向冲刷时表面传热系数大。
(1)因为纵向冲刷时相当于外掠平板的流动,热边界层较厚。
(2)横向冲刷时热边界层薄且存在由于边界层分离而产生的漩涡,增加了流体的扰动,因而换热强。
(6分)
6、答:从公式Ф=kA Δtm 上看比较有效的方法是增加的值,而采取增大传热温差的方法往往受到设备本身的限制。
因而:(1)强化传热时,对热阻比较大的一测流体换热下功夫,往往能收到显著的效果。
即在传热温差不变时,改变传热过程中热阻大的那一环节的热阻,可以大大增加传热过程的传热量。
(2)一般来说,如果要采取加肋片的方式强化传热过程的话,只有在hi , ho 相差较大,而Ai , Ao 相差不大时,在h 较小的一侧加肋片才能收到显著的强化效果。
当Ai hi = Ao ho 但数值都很小时,两侧都要采取强化措施,如双侧强化管。
(6分)
四、计算题
1、解 确定隔热材料的导热系数λ
1
t (45045)
247.5(
)
2
=
+=℃
0.1030.0001980.1030.000198247.50.152[/()]t W m K λ=+=+⨯=⋅
23
3
21
ln 2w w L t t d d πλ-Φ=
则
3322220.152
ln (t )ln (45045)ln 0.133 1.185465
w w L d t d πλπ⨯⨯=
-+=⨯-+=-Φ30.306m d =
故隔热层厚度为
3211
()(0.3060.133)0.0865(m)86.5()22
d d mm δ=-=-== (15分)
2、解: 1) 22
2
12121122222
v v L v p gz p gz d ρρρρρλ++=+++ z 1=z 2, v 1=v 2 2
112()/()0.01532
L v p p d ρλ=-=
2
22
23333222332222
v L v v v p gz p gz d ρρρρρρλξ++=++++ z 1=z 2, v 1=v 2
22
33223()/0.30722
v v L p p d ρρξλ=--= (15分)
2)定性温度为5020
352
f t +=
=℃ 据物性参数表可知:
6620.6190.6340.8500.6590.6265/(),100.754510/22
Pr 4.873
o w m c m s
λη--++==⋅=⨯=⨯=管长L=5m 判断流态:25
6
4510Re 2.651100.754510
vd
η--⨯⨯===⨯⨯属湍流
50.80.4
20.023(2.65110)(4.873)945.310.6265
945.31
945.31118.45/()5
f o Nu hl
h w m c l
λ
λ
=⨯⨯==∴==⨯
=⋅
对流传热量为:
()118.45(8035) 3.140.055
4184.25w f h t t dl w
πΦ=-=⨯-⨯⨯⨯= (15分)
3、解:1)由于12210ϕϕ==,表面3绝热
2)由于表面1和表面2为不可自见面,故 11220ϕϕ==,据有效辐射的定义有:
11111333
11131
13
111
1
3
1322b 22
3
23
3b 3
(1)()(1)()
=(1)=(1)=b J F E F J F E F J F J E J J E J J E εϕεϕεεϕεεϕ
=+-=+-+-+-
3)由于表面3绝热有: 1332
131323
J J J J F F ϕϕ--=
式中:J 3=E b3=435.67()100
T
⨯ (15分。