冶金传输原理(吴树森版)复习题库

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。

传输系统的自动化控制与优化
自动化
优化设计
目的在于提高传输系统的稳定性、 可靠性、安全性和经济性。
对传输系统的结构和工艺参数进 行优化设计，以提高整个系统的 效率和性能。
传感器
在传输和控制过程中，通过各种 传感器获取实时数据反馈，以调 整工艺参数和保障安全。
连铸传输系统及其原理
连铸传输系统是冶金工业中的一个重要环节，它负责将熔化金属从炉外传输到连铸机辊道上，并通过铸钢流方 式制备板带材。
冶金传输原理总复习
总复习中，我们还涉及了氧气传输、冷却水传输、压缩空气传输、真空传输、 电力传输、水处理传输和废气处理传输和废水处理传输系统及其原理。
冶金传输原理总复习
这是一份关于冶金传输原理的总复习，涵盖了传输原理概述和物质的基本特 性和传输方式，以及传输过程中的物理现象分析和冶金物料的传输特点。
传输设备的分类与特点
1
提升机
2
适合纵向或倾斜角度不大于20度、粒径
较细的物料。
3
螺旋输送机
4
适合输送粉、颗粒、小块等物料，可以 与输送机、提升机组合使用。
热轧传输系统及其原理
1
高温传输
热带钢坯自转炉出炉后，通过众多辊道传至热连轧机，终经轧制成各种规格的板带材。
2
冷却方式
热轧后的板材在多环节进行冷却，以获得适合各种加工和使用条件的成品。
3
加工工艺
涉及到板材的切割、弯曲、折边、压花、表面处理和成品检验等多方面问题。
铁水传输系统及其原理
铁水传输是指将冶金车间高炉出鼓的铁水送到钢铁车间各种转炉和铸造设备的过程。
输送机
适合无需转换传输方向、量大、距离短、 经济性好的物料。
输送车

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。

(1)
式中，定性温度Tf可取 ' " T f (T f T f ) 2 式中，Tf'、Tf" — —管道进、出口流体温度。
( 2)流体粘性系数 f 不宜过大 : f ≯ 2 水
(1)温差(TW Tf )不宜过大 : 空气 ≯ 50℃; 水 ≯ 20 ~ 30℃; 油 ≯ 10℃.
• （1）努塞尔准数Nu
– 将其变形为
其物理意义可理解为流体的导热热阻和其对流热阻的比 值，它反映了给定流场的对流换热能力与其导热能力的 对比关系，其大小反映了对流传热能力的大小。由于式 中包含有待定的物理量α ，故Nu是被决定性准数。
10.3 对流换热的准数方程式
• （2）傅里叶数Fo 将其变形为
物理意义可理解为流体的单位体积物体的导热 速率与单位体积物体的蓄热速率比值，Fo越大， 温度场越趋于稳定。
10.3 对流换热的准数方程式
• （3）物性准数Pr 将其变形为
物理意义可理解为流体动量传输能力与热量传 输能力之比。从边界层概念出发，可以认为是 动力边界层与热边界层的相对厚度指标。
10.3 对流换热的准数方程式
T T T T 2T 2T 2T vx vy vz a( 2 ) 2 2 t x y z x y z
10.3 对流换热的准数方程式
10.3 对流换热的准数方程式
10.3 对流换热的准数方程式
10.3 对流换热的准数方程式
10.3 对流换热的准数方程式
能量微分方程方程 v x
动量微分方程 连续性方程
T T 2T vy a x y y 2
v x v x 2vx vx vy x y y 2
v x v y 0 x y

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。

第九章 导热
• 稳定阶段
是指导热体经过无限长时间后导热体内、外达到新 的稳定状态。
三个阶段中，本章仅研究正规阶段内热量传递规律。
研究此类问题的任务是：
1）确定被加热或被冷却物体内部某点达到预定温度 所需经历的时间，以及该期间所供给或放出的热量。 2）经过一定时间后物体内某点的温度。 3）物体内部最大温差及其所产生的热应力和热变形 是否会造成安全问题。
第九章 导热
温度场分离变量
带入式（9-29），则
将上式分离变量得
第九章 导热
第九章 导热
考虑边界条件 当x=0时，X必须为0，因此C1=0
第九章 导热
当Y=∞时，Y必须为0，因此C3=0 于是
故乘积解为
当Y=0时，Y必须为T0，因此
第九章 导热
第九章 导热
5 一维非稳态导热
非稳态导热的基本概念 不稳态导热的特点 （1）物体内温度随时间变化； （2） 不同位置达到指定温度的实际不同； （3） 热量随时间而变化。 一大平板，突然放入加热炉中加热，平板受 炉内烟气环境的加热作用伴随着热流向平板 中心的传递，其温度就会从平板表面向平板 中心随时间逐渐升高，其内能也逐渐增加， 右图显示了大平板加热过程中温度 总之，在非稳态导热过程中物体内的温度和热流都是在不断的变化，而且是一 个不断地从非稳态到稳态的导热过程，也是一个能量从不平衡到平衡的过程。
第九章 导热
采用了过余温度，半个平板厚度适用的微分方程及定解条件 可表示为
第九章 导热
第九章 导热
w tf t w f ( Bi, Fo ) 0 tf t0
x δ
表面上的过余温度 壁中心过余温度
任意点x的过余温度
m tf t m f ( Bi, Fo ) 0 tf t0

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／m3，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：∴质量体积为1.4某种可压缩液体在圆柱形容器中，当压强为2MN／m2时体积为995cm3，当压强为1MN ／m2时体积为1000 cm3，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):ΔV=995-1000=-5*10-6m3注意：ΔP=2-1=1MN/m2=1*106Pa将V=1000cm3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平板受到上下油面的阻力之和与施加的力平衡，即代入数据得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。

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。

静止流体中任意一点的静压强值只由该店坐标位置决定，即作用于一点的各个方向的静压强是等值的。

2-3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：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。

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。

材料加⼯冶⾦传输原理习题答案吴树森版）第⼀章流體的主要物理性質1-1何謂流體，流體具有哪些物理性質？答：流體是指沒有固定的形狀、易於流動的物質。

它包括液體和氣體。

流體的主要物理性質有：密度、重度、⽐體積壓縮性和膨脹性。

2、在圖3.20所⽰的虹吸管中，已知H1=2m ，H2=6m ，管徑D=15mm ，如果不計損失，問S 處的壓強應為多⼤時此管才能吸⽔?此時管內流速υ2及流量Q 各為若⼲?(注意：管B 端並未接觸⽔⾯或探⼊⽔中)解：選取過⽔斷⾯1-1、2-2及⽔準基準⾯O-O ，列1-1⾯(⽔⾯)到2-2⾯的⾙努利⽅程再選取⽔準基準⾯O ’-O ’，列過⽔斷⾯2-2及3-3的⾙努利⽅程(B) 因V2=V3 由式(B)得5、有⼀⽂特利管(如下圖)，已知d 1 =15cm ，d 2=10cm ，⽔銀差壓計液⾯⾼差?h =20cm 。

若不計阻⼒損失，求常溫(20℃)下，通過⽂⽒管的⽔的流量。

解：在喉部⼊⼝前的直管截⾯1和喉部截⾯2處測量靜壓⼒差p 1和p 2，則由式const v p =+22ρ可建⽴有關此截⾯的伯努利⽅程：ρρ22212122p v p v +=+根據連續性⽅程，截⾯1和2上的截⾯積A 1和A 2與流體流速v 1和v 2的關係式為所以 ])(1[)(2212212A A p p v --=ρ通過管⼦的流體流量為 ])(1[)(2212212A A p p A Q --=ρ )(21p p -⽤U 形管中液柱表⽰，所以074.0))15.01.0(1(10)1011055.13(2.081.92)1.0(4])(1[)(22223332212'2=-??-=--?=πρρρA A h g A Q (m 3/s)式中ρ、'ρ——被測流體和U 形管中流體的密度。

圖3.20 虹吸管如圖6-3—17(a)所⽰，為⼀連接⽔泵出⼝的壓⼒⽔管，直徑d=500mm，彎管與⽔準的夾⾓45°，⽔流流過彎管時有⼀⽔準推⼒，為了防⽌彎管發⽣位移，築⼀混凝⼟鎮墩使管道固定。

• What if coils were at the bottom?
1. 定义与特征 • 热对流：流体中（气体或液体）温度不同 的各部分之间，由于发生相对的宏观运动 而把热量由一处传递到另一处的现象。 流体中有温差 — 热对流必然同时伴随着 热传导，自然界不存在单一的热对流 • 对流换热：流体流过与之温度不同的固体 壁面时的热量交换。 Convection heat transfer
傅里叶定律表达式：
8.2 温度场、等温面和温度梯度
8.3热导率与热扩散率
热导率（导热系数）(Thermal conductivity)
q T n n
λ—— 具有单位温度差（1K）的单位厚度的物体 (1m)，在它的单位面积上(1m2)、每单位时间(1s) 的导热量(J)
热导率表示材料导热能力大小；物性参数；实验确定
四傅里叶定律: 1822年，法国数学家Fourier
t
（8-1）
Q
tw1 Q
tw2
x
（8-2）
图1－1通过无限大平板的导热
一维稳态导热傅里叶定律的数学表达式
热导率(导热系数) Thermal conductivity
让· 巴普蒂斯· 约瑟夫· 傅立叶 (Jean Baptiste Joseph Fourier， 1768 –1830)，法国著名数学家、 物理学家，1817年当选为科学 院院士，1822年任该院终身秘 书，后又任法兰西学院终身秘 书和理工科大学校务委员会主 席，主要贡献是在研究热的传 播时创立了一套数学理论。
降低传热速率：提高热效率，减少热损失，节能
传热学与工程热力学的异同
铁块，M1 300oC
热力学：tm , Q 传热学：过程的速率

M
ABM CD
d
(
dx 0
vxdy)dx
从AC面流出的动量：v
d dx
(
0
vxdy)dx
2024/10/10
11
x方向净输出动量的速率：
0
vx2dy
d dx
(
0
vx2dy)dx
0
vx2dy
v
d dx
(
0
vx dy )dx
d dx
(
0
vx2dy)dx
v
d dx
(
0
vx dy )dx
净输出控制体的动量之速率 作用于控制体的外力之和
即：沿y方向上可分为三个区：层流底层，缓冲区，湍 流关键区。
层流边界层
过渡区 湍流边界层
v∞
v∞
紊流关键区
v∞
vx
缓冲区 vx
层流底层
2024/10/10
4
一般平板 :
实验表明 : 4.1.3 管流边界层:
Le起始段
Rec 3105
1
L Re
层流
湍流
层流：当Re Re c,即层流边
界层在流过一段距离后其（x)
当流体绕物体流动时，常会发生边界层旳脱离，而形成回 流区，以流体绕圆柱体流动为例，来阐明该现象。
当流体流经如图所示旳
圆柱表面时形成如图所示旳 附面层，（图中虚线）A点
C BD
E
旳速度为零叫滞点，从A点
到B点，因为截面旳减小，
则流速增长，压力减小，从B点到C点，截面增长速度减小， 压力增长，因而曲面边界层旳特点是在x方向有压力梯度。 而正是这个压力梯度使得边界层发生脱离和漩涡产生。
第四章

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。

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。

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。

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时才开始流动。

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。

d2
d1
d3
第二节 连续性方程
解：1）根据连续性方程 Q=V1A1=V2A2=V3A3，则 V1=Q/A1=8.16m/s， V2=V1A1/A2=2.04m/s， V3=V1A1/A3=0.51m/s
d2 d1
d3
2) 各断面流速比例保持不变， Q=8L/s,即流量增加为2倍， 则各断面流速亦加至2倍。即
（3 - 12）
第二节 连续性方程
由：质量输入输出差=累积 → 式（3-11）=（3-12）
( v x ) ( v y ) ( v z ) dxdydzdt dxdydzdt y z t x
对单位时间、单位空间，有：
( v x ) ( v y ) ( v z ) 0 t x y z (3 - 13) 流体的连续性方程
流量与平均速度 流量——单位时间流过有效断面的流体的量
流束的流量
dQ=vdA
流管的流量
Q
A vdA
v
v dA vdA Q
A
A
AvdA A dA
Q A
(3 9)
第二节 连续性方程
流体为连续介质，在研究流体运动时，同样认为流 体是连续地充满它所占据的空间。根据质量守恒定律， 对于空间固定的封闭曲面，稳定流时流入的流体质量 必然等于流出的流体质量；非稳定流时流入与流出的 流体质量之差，应等于封闭曲面内流体质量的变化量。 连续性方程就是反映这个原理的数学关系。
d
dt dx dy dz t x y z
d vx vy vz dt t x y z
将式（b)代入式（a),方程两边同除以ρ，得：
v y v x v z 0 dt x y z 1 d

冶金传输原理试题每题5分，共计30分1. 试由连续性方程说明速度散度的物理含义2. 请说明yx τ的物理含义3. 请写出标量的梯度、拉普拉斯算子运算及矢量的散度、旋度在直角坐标下的表达式，并说明运算后变量为标量还是矢量。

4. 请写出运动方程矢量式并说明各项的含义。

5. 请分别从扩散型与对流型通量的表达式说明动量传输、热量传输、质量传输的相似性。

6. 结合实例说明冶金传输原理在冶金工程中的作用7. 钢包内表面积为A 1，水口截面积为A 2，钢液初始深度为H ，不计阻力，计算钢包流空时间。

要点：2212220,2dMu A dtM hA u gh u ρρ=-=-==而：1222dhA u A dt=-=，积分之：21/2011/221()(/)HA dh h A H A A t ===⎰8.如图所示文特利管可测流量，如处于开口试验段，d=400mm,D=1m,h=150mm,空气和酒精密度分别为1.293,795 kg/m 3 计算出口处的气流速度。

要点：2211221122V P V P ρρ+=+ 12P P gh ρ-=洒所以：22211()2V V h g ρρ-=洒另据：22122 =43.6m/sD V d V V ==9．不可压缩流体沿无限大水平面做稳定流动，在只有重力作用下，赯压力与高度的关系要点：运动方程为：1Pg yρ∂=-∂ 积分可得：P gy C ρ=-+10.Re=3500, 20℃水(ρ=998.23kg/m 3621.00710/m s ν-=⨯)流过直径为50.8mm 长1.3m 的光滑管。

求：(1) 湍流、层流平均流速比、压力损失比 (2) 湍流总压降 (3) 层流时中心流速要点：(1)据Re 定义式，/1层湍=(2)22Lp d λρ∆=，0.250.3164/Re λ湍=，64/Re λ层=，/ 2.25p p ∆∆层湍=(3)Re /0.0694/;0.041,d m s νλ=⋅==湍v22.52/p N m ∆=(4)20.1388/m s ==center v v11.不可压缩流体在两个同轴垂直圆筒间作切向层流流动，外筒以角速度ω旋转，内筒静止，设端口效应可忽略，求流体的速度分布，内筒外径kR ，外筒内径R(可参考P75例题()()1()kR r r kR r Rk kθω-=-v )12.在一半径为R 的圆柱形容器内盛有 液体，该容器绕其自身轴以角速度ω旋转，求系统定态下自由表面的形状。

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。