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冶传实验三

实验三空气纵掠平板时局部换热系数的测定

一、实验目的

1、了解实验装置的原理，测量系统及测试方法。

2、通过对实验数据的整理，了解沿平板局部换热系数的变化规律。

3、分析换热系数变化的原因，以加深对对流换热的认识。

二、实验原理

强制对流换热是工程实际中最常遇到的传热学问题，有着广泛的应用。并且，强制对流换热系数是设备换热效率的重要指标，因此，测定对流换热系数有着工程实际意义。“热对流”是指流体中温度不同的各部分相互混合的宏观运动所引起的热量传递现象。由于引起流体宏观运动的原因不同，可以区分为自然对流换热和强制对流换热。严格地说，强制对流换热中不能排除自然对流换热的作用，只是因为它的影响远小于前者而不予考虑。流体纵掠平板是对流换热中最典型的问题，本实验通过测定空气纵掠平板时的局部换热系数，掌握对流换热的基本概念和规律。

q局部换热系数α由下式定义： ?? W/（m2/·℃） (t?tf)

其中： q —物体表面某处的热流密度 W/m2

t —相应点的表面温度℃ tf —气流的温度℃

1-风道 2-平板 3-不锈钢片 4-热电偶 5-电源导板 6-热电偶换接件

图3-1 试验装置

本试验装置上所用试件是一平板，纵向插入一风道中，板表面包履一簿层金属片，利用电流流过金属片对其加热，可以认为金属片表面具有恒定的热流密度。测定流过金属片的电流和其上的电压降即可准确地确定表面的热流密度。表面温度的变化直接反映出表面换热系数的大小。

三、试验装置及测量系统

图3-1为试验段简图，试验段从风道1中间插入一可滑动的板2，板表面包一层金属片3，金属片内表面设有热电偶4，沿纵向轴向不均匀地布置22对热电偶，它们通过热电偶接插件6与测温电位差计相联，片3的两端经电源导板与低压直流电源联结。

图3-2为试验装置的原理图，整流电源1提供低压直流大电流，电流通过串联在电路中的标准电阻5上的电压降来测量，标准电阻5就安装在整流电源1内，其两端的输出线已连接好，电压降的大小用电位差计测量。片3两端的电压降亦用电位差计测量。为简化测量系统，测量平板壁温t的热电偶参考温度不用摄氏零度，而用冷空气流的温度tf，即其热端6设在板内，冷端7则放在风道气流中，所以热电偶反映的为温差t―tf的热电势E（t―tf）。为了能用一台电位差计测量热电偶毫伏值，标准电阻5上的电压降及片3两端的电压降，所测信号经过一转换开关再接入电位差计，在测量片两端电压降时，电路中接入一分压箱8（分压箱8就安装在转换开关内）。用毕托管12通过倾斜式微压计11测量掠过平板的气流动压，以确定空气流速。

材料加工冶金传输原理习题答案(吴树森版)

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、易於流动的物质。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。 2、在图所示的虹吸管中，已知H1=2m ，H2=6m ，管径D=15mm ，如果不计损失，问S 处的压强应为多大时此管才能吸水?此时管内流速υ2及流量Q 各为若干?(注意：管B 端并未接触水面或探入水中) 解：选取过水断面1-1、2-2及水准基准面O-O ，列1-1面(水面)到2-2面的贝努利方程再选取水准基准面O ’-O ’，列过水断面2-2及3-3的贝努利方程 (B) 因V2=V3 由式(B)得 5、有一文特利管(如下图)，已知d 1 ?15cm ，d 2=10cm ，水银差压计液面高差?h ??20cm 。若不计阻力损失，求常温(20℃)下，通过文氏管的水的流量。解：在喉部入口前的直管截面1和喉部截面2处测量静压力差p 1和p 2，则由式 const v p =+22ρ可建立有关此截面的伯努利方程： ρ ρ22 212122p v p v +=+ 根据连续性方程，截面1和2上的截面积A 1和A 2与流体流速v 1和v 2的关系式为所以 ])(1[)(2212212A A p p v --= ρ 通过管子的流体流量为 ] )(1[)(22 1 22 12A 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[)(22 2 2 3332 212'2 =-??-????=--?=πρρρA A h g A Q (m 3/s) 式中 ρ、'ρ——被测流体和U 形管中流体的密度。如图6-3—17(a)所示，为一连接水泵出口的压力水管，直径d=500mm ，弯管与水准的夹角45°，水流流过弯管时有一水准推力，为了防止弯管发生位移，筑一混凝土镇墩使管道固定。若通过管道的流量s ，断面1-1和2-2中心点的压力p1相对=108000N/㎡，p2相对=105000N/㎡。试求作用在镇墩上的力。 [解] 如图6—3—17(b)所示，取弯管前後断面1—1和2-2流体为分离体，现分析分离体上外力和动量变化。图虹吸管

冶金传输原理-吴铿编(动量传输部分)习题参考答案

1.d 2.c 3.a （题目改成单位质量力的国际单位） 4.b 5.b 6.a 7.c 8.a 9.c （不能承受拉力） 10.a 11.d 12.b(d 为表现形式) 13. 解：由体积压缩系数的定义，可得： ()()69 669951000101d 15101/Pa d 1000102110 p V V p β----?=-=-?=??-? 14. 解：由牛顿内摩擦定律可知， d d x v F A y μ= 式中 A dl π= 由此得 d 8.57d x v v F A dl N y μμπδ ==≈

1.a 2.c 3.b 4.c 5. 解： 112a a p p gh gh gh p ρρρ=++=+汞油水 12 2 2 0.4F gh gh d h m g ρρπρ++?? ??? ==油水（测压计中汞柱上方为标准大气压，若为真空结果为1.16m ） 6．解：（测压管中上方都为标准大气压）（1） ()()13121a a p p g h h g h h p ρρ=+-=-+油水 ρ=833kg/m 3 （2） ()()13121a a p p g h h g h h p ρρ=+-=-+油水 h 3=1.8m. 220.1256m 2 D S π== 31=Sh 0.12560.50.0628V m =?=水 ()331=S 0.1256 1.30.16328V h h m -=?=油 7．解：设水的液面下降速度为为v ，dz v dt =- 单位时间内由液面下降引起的质量减少量为：2 4 d v πρ 则有等式：2 24 d v v πρ =，代入各式得： 20.50.2744 dz d z dt πρ-=整理得： 12 0.5 2 0.2740.2744 t d z dz dt t πρ --==??

冶金传输原理(吴树森版)复习题库

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 v 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I时流体处于固结状态，只有当切应力大于I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。 1 4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。 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：把吸收率为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，即吸收率为常数，这种假定物体称之为灰体。 30 辐射力的单位：辐射力是物体在单位时间内单位表面积向表面上半球空间所有方向发射的全部波长的总辐射能量，记为E,单位是W/ m2o 31 角系数：我们把表面1 发射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某组分的质量。 33摩尔溶度：单位体积混合物中某组分的物质的量。 34空位扩散:气体或液体进入固态物质孔隙的扩散。 35自扩散系：指纯金属中原子曲曲折折地通过晶格移动。36互扩散系数：D D i x2 D2x-，式中 D称为互扩散系数。

实验三控制系统的稳定性分析

实验三控制系统的稳定性分析实验报告 1画出步骤5的模拟电路图。 2 ?画出系统增幅或减幅振荡的波形图。 C=1uf 时： R3=50K K=5: 段弋三?LSn：rKim^- VunV rlRr^lK ：IQ口口关粹：远口口f IQ tn； R3=100KK=10 ltirn SODO '6 ODO[□MJ gciao lc aod -1DC0 -2DC0 -3DC0 Xl ￥l a xa 5?g Yz eg ■5QW looaa

D lU'.O ZDOC JOO0 驷口。 5OD0 6OOD [C ? 6DQO gciao lc aod R3=200K K=20: D 10QO tDdC E0C0 瓦鲨三 HIMPZ : K IM - * UhV 目佗证■ iooa mV 灵禅：HCICICI 十 io tn ； ■QW 3 oco -2-QC€ >3000 ■叫 DC 口 TWM Xi a xa mg locaa ￥1 5oca TE 卫oc IrIXlOO ?；0M 4 口 Cd 30M 1DCC a -1DC0 -2DCO ?3DCC ■叫口 t 口 Xl Y1 a Xi 50da Tg gg -■5QW looaa jrIXIg 6OCD R CPO B DQ 4 ?oao

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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/m3

1—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 1-8 1 物理大气压（atm）= 760 mmHg = 1033 2 mm H2O 1 物理大气压（atm） = 1.033 kgf/cm 2 = 101325 Pa 1mmH20 = 9.81 Pa 1-21 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 =168kPa P 真=-(P 绝-P 大气) =-(68.5kPa-98kPa) =29.5kPa 1、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

钢铁冶金实验1.2 (2016)

烧结综合实验实验二铁矿石还原性能测定实验三铁矿石低温还原粉化性能测定实验四铁矿石还原软化试验实验五球团矿抗压强度测定实验六烧结矿转鼓强度测定

1.2铁矿石还原性能测定炼铁分为高炉炼铁和非高炉炼铁，工艺不同其所用原料和反应过程不同。高炉炼铁中，还原反应是最重要的反应之一，还原反应又分为间接还原和直接还原，本实验是针对高炉炼铁间接还原的实验。铁矿石是高炉炼铁的重要原料，但是，由于经济价值和技术条件的限制，（例如，要求品位高、热稳定性好，）国内铁矿石能直接入炉冶炼的很少，所以，不得不将低品位铁矿石进行选矿处理，然后人工制造成烧结矿、球团矿，来提高品位、改善热稳定性。烧结矿和球团矿是高炉炼铁更重要的原料，本实验不仅针对铁矿石，而且也适用于烧结矿和球团矿。铁矿石（包括烧结矿、球团矿，以下同）还原性能测定，其方法国家已制定了标准，标准号：GB/T13241-91。该标准经过国内多个单位联合试验、验证试验和专题研究，在1990年10月完成了起草，1991年通过了国家标准局的审批，1992年3月颁布实施。本实验依据国家标准进行。一. 目的及意义随着对炼铁原料重要性的深入认识，现代高炉炼铁对铁矿石质量的要求越来越高，不仅要求有满意的化学成分和在冷态有良好的物理性能，而且要求有良好的热态性能，即冶金性能。铁矿石的还原性能是铁矿石冶金性能之一，炼铁厂非常重视这一性能，它明显影响炼铁技术经济指标。作为钢铁冶金工程专业的学生，必须对铁矿石的还原性能深刻认识，加深印象。通过本实验达到：了解实验设备，了解实验方法和原理，观察还原失氧过程，加深对铁矿石的还原反应和还原性能的认识。二. 定义和基本原理 1.相关定义（1）还原性：用还原气体从铁矿石中排除铁氧化物中氧的难易程度的一种量度。（2）还原度：以三价铁状态为基准（即假定铁矿石中的铁全部以Fe2O3形式存在，即把这些Fe2O3中的氧算作100％），还原一定时间后所达到的脱氧程度，以质量百分数表示。（3）还原度指数（RI）：以三价铁状态为基准，还原3小时后所达到的还原度，以质量百分数表示。（4）还原速率：以一分钟为时间单位，以三价铁状态为基准，铁矿石在还原过程中单位时间内还原度的变化。（5）还原速率指数（RVI）：以三价铁状态为基准，当原子比O／Fe为0.9时的还原速率，以质量百分数/分钟表示。 2.基本原理

控制系统综合实验模板

科技学院综合实验报告 ( -- 第1 学期) 名称: 控制系统综合实验题目: 水位控制系统综合实验院系: 动力工程系班级: 自动化09K1 学号: 09191 116 学生姓名: 秦术员指导教师: 平玉环设计周数: 1周成绩: 日期: 1月7日

《控制系统》综合实验任务书一、目的与要求本综合实验是自动化专业的实践环节。经过本实践环节, 使学生对实际控制系统的结构、系统中各环节的关系、数字控制器的应用和控制系统的整定等建立起完整的概念。培养学生利用所学理论知识分析、解决实际问题的能力。 1. 了解单容水箱水位控制系统的实际结构及各环节之间的关系。 2. 学会数字控制器组态方法。 3. 掌握控制系统整定方法, 熟悉工程整定的全部内容。二、主要内容 1．熟悉紧凑型过程控制系统, 并将系统调整为水位控制状态。 2．对数字控制器组态。 3．求取对象动态特性。 4．计算调节器参数。 5．调节器参数整定。 6．做扰动实验, 验证整定结果。 7．写出实验报告。三、进度计划

四、实验成果要求完成实验报告, 实验报告包括: 1．实验目的 2．实验设备 3．实验内容, 必须写出参数整定过程, 并分析控制器各参数的作用, 总结出一般工程整定的步骤。 4．实验总结, 此次实验的收获。以上内容以打印报告形式提交。五、考核方式根据实验时的表现、及实验报告确定成绩。成绩评分为经过以及不经过。学生姓名: 秦术员指导教师: 平玉环 1月7日

一、综合实验的目的与要求本综合实验是自动化专业的实践环节。经过本实践环节, 使学生对实际控制系统的结构、系统中各环节的关系、数字控制器的应用和控制系统的整定等建立起完整的概念。培养学生利用所学理论知识分析、解决实际问题的能力。 1. 了解单容水箱水位控制系统的实际结构及各环节之间的关系。 2. 学会数字控制器组态方法。 3. 掌握控制系统整定方法, 熟悉工程整定的全部内容。二、实验正文 1. 实验设备紧凑型过程控制系统; 上位机 2. 液位控制系统 2.1 液位控制系统流程图, 如图1

冶金传输原理吴铿编(动量传输部分)习题参考答案

第一章习题参考答案（仅限参考） 1.d 2.c 3.a（题目改成单位质量力的国际单位） 4.b 5.b 6.a 9. c （不能承受拉力）10.a 11.d 12.b（d为表现形式） 13?解：由体积压缩系数的定义，可得: 14?解：由牛顿内摩擦定律可知, A f dl ■ dVx . v F = J A x - Ldl — : 8.57N 7.c 8.a 1 dV V dp 1 995 — 1000 103 1000 10“__106__ -5 10^1/Pa 式中由此得 dy

dy &

第二章参考习题答案（仅限参考）1.a 2.c 3.b 4.c 5?解:P厂P a ‘油g0 、水gh?二'汞gh P a 兀h =—F p 7油gh< ?水gh, 2 r d =0.4m Pg （测压计中汞柱上方为标准大气压，若为真空结果为1.16m )

6?解：(测压管中上方都为标准大气压) (1)P l = P a '油g h3 - ?水 g ?-h i P a 3 p =833kg/m3 (2)P 厂P a '油g % 一0 二 ^水g h, - h l P a h3=1.8m. D2 2 S 0.1256m 2 V水=S0 =0.1256 0.5 = 0.0628m3 V由=S h^h^ 7-0.1256 1.^0.16328m3 7 ?解：设水的液面下降速度为为dz V, V =-一 dt 3T 单位时间内由液面下降引起的质量减少量为：V「一 4 则有等式：v^2"，代入各式得: 4 豈汙巾274」5整理得: -P 二 d2 1 t z°5dz=0.274 dt =0.274t 2 0

实验三控制系统仿真分析

实验三控制系统仿真分析一、实验目的和要求： 1、通过Matlab求取系统的零极点增益模型直接获得系统的零极点，对控制系统的稳定性及是否为最小相位系统作出判断； 2、控制系统的典型分析方法（时域、频域分析）是目前控制系统界进行科学研究的主要方法，是进行控制系统设计的基础，要求熟练掌握Matlab单位阶跃响应、波特图等常用命令的使用； 3、根轨迹分析是求解闭环特征方程根的简单的图解方法，要求熟练掌握Matlab根轨迹的绘制。二、实验内容： 1、控制系统稳定性分析（1）代数法稳定性判据：（用求分母多项式的根和routh函数两种方法）已知系统的开环传递函数为：试对系统闭环判别其稳定性（2）根轨迹法判断系统稳定性：已知一个单位负反馈系统开环传递函数为：试在系统的闭环根轨迹图上选择一点，求出该点的增益及其系统的闭环极点位置，并判断在该点系统闭环的稳定性。（3）Bode图法判断系统稳定性：已知两个单位负反馈系统的开环传递函数分别为： ; 用Bode图法判断系统闭环的稳定性。 2、系统分析方法（1）时域分析 ①根据下面传递函数模型：绘制其单位阶跃响应曲线并从图上读取最大超调量，绘制系统的单位脉冲响应、零输入响应曲线。

②典型二阶系统传递函数为：当ζ=0.7,ωn取2、4、6、8、10、12的单位阶跃响应。 ③典型二阶系统传递函数为：当ωn =6,ζ取0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.5、2.0的单位阶跃响应。（2）频域分析 ①典型二阶系统传递函数为：当ζ=0.7,ωn取2、4、6、8、10、12的伯德图 ②典型二阶系统传递函数为：当ωn =6,ζ取0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.5、2.0的伯德图。 3、古典控制系统设计——根轨迹法分析（1）根据下面负反馈系统的开环传递函数，绘制系统根轨迹，并分析系统稳定的K值范围。（2）设单位负反馈系统的开环传递函数为：

冶金传输原理课后题沈巧珍版

第一章 1-9解 3/78408.9800m N g =?==ργ 8.01000 800 =比重 1-10解 3 3 /kg 1358010 5006790m V m =?== -ρ 3/1330848.913580m N g =?==ργ 1-11解 273 10 t t += ρρ 31000/279.027******* .1m kg =+ = ρ 31200/241.0273 120013 .1m kg =+ = ρ 或 RT P =ρ C R p T == ρ 221100T T T ρρρ== 31 01/279.01000 273273 3.1m kg T T =+?= = ρρ 32 02/241.01200 273273 3.1m kg T T =+?= = ρρ 1-12解 T V V V P T V V t V ?-=? ? ? ????= 1111α 423.1200 273400 2731212=++==T T V V

增大了0.423倍。 1-13解 ?? ? ?? +=27310t v v t s m t v v t /818.5273 90027325 27310=+= ? ? ? ??+= 1-14解 RT P =ρ K m K mol J K mol L atm K s m T P R /27.29/31.8/082.0/05.287273 293.110132522=?=??=?=?== ρ 1-15解 RT P = ρ ()33 111/774.020*********.65m kg RT P =+??==ρ () 33 222/115.137273287102.99m kg RT P =+??==ρ 1-20解 dP dV V P 1- =α 7 9 0210210 5.0%1?=?= -=-P P dP 1-18解 2 2 2111T V P T V P = 2.020 27379273100792.610032.15 5122112=++???=?=T T P P V V 111128.02.0V V V V V V -=-=-=? 体积缩小了0.8倍。 1-19解 C PV k = nRT PV =

材料加工冶金传输原理习题答案(吴树森版)

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。 2、在图3.20所示的虹吸管中，已知H1=2m ，H2=6m ，管径D=15mm ，如果不计损失，问S 处的压强应为多大时此管才能吸水?此时管内流速υ2及流量Q 各为若干?(注意：管B 端并未接触水面或探入水中) 解：选取过水断面1-1、2-2及水平基准面O-O 1-1面(水面)到2-2面的贝努利方程再选取水平基准面O ’-O ’，列过水断面2-2及3-3的贝努利方程 (B) 因V2=V3 由式(B)得图3.20 虹吸管 g p H g p a 22022 2121υ γ υ γ + + =+ + g p p a 22222υ γ γ + + =g p g p H H a 202)(2322 221υγυ γ+ +=+++g g p 2102823222υ υ γ + =+ + ) (28102水柱m p =-=γ ) (19620981022a p p =?=) /(85.10)410(8.92)2( 222s m p p g a =-?=-- =γ γ υ

) /(9.1)/(0019.085.104 )015.0(32 22s L s m A Q ==??= =πυ

5、有一文特利管(如下图)，已知d 1 =15cm ，d 2=10cm ，水银差压计液面高差?h =20cm 。若不计阻力损失，求常温(20℃)下，通过文氏管的水的流量。解：在喉部入口前的直管截面1和喉部截面2处测量静压力差p 1和p 2，则由式 const v p =+22ρ可建立有关此截面的伯努利方程： ρ ρ22 212122p v p v +=+ 根据连续性方程，截面1和2上的截面积A 1和A 2与流体流速v 1和v 2的关系式为 2211v A v A = 所以 ])(1[)(2212212A A p p v --= ρ 通过管子的流体流量为 ] )(1[) (22 1 2212A 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[)(22 2 2 3332212'2 =-??-????=--?=πρρρA A h g A Q (m 3 /s) 式中 ρ、'ρ——被测流体和U 形管中流体的密度。

【参考借鉴】冶金传输原理课程教学大纲.doc

《冶金传输原理》课程教学大纲课程名称：冶金传输原理英文名称：PrinciplesofTransportPhenomenainMetallurgR 课程代码：MPRC3019 课程类别：专业教学课程；授课对象：材料成型与控制工程专业；开课学期：第6学期；学分：2.0学分；学时：36学时；主讲教师：许继芳；指定教材：吴铿,冶金传输原理（第2版）,冶金工业出版社,2016；先修课程：高等数学、线性代数、材料科学基础等考试形式及成绩评定方式：闭卷成绩60%，平时成绩40% 一、教学目的传输原理是材料成型与控制工程专业的一门专业主干基础课，阐述了冶金过程中的流体流动，动量、热量、质量传输的基本原理及其传递的速率关系，是冶金动力学过程的主要内容。动量、热量、质量传递有类似的机理和关系，也具有相互的关联和作用。分析冶金过程中三传问题及其基本的计算方法。通过学习本课程，使学生掌握动量、热量、质量传输的基本原理，深入了解冶金过程中各种传输现象，以及各种因素对传输过程的影响，为今后从事专业技术开发，提高控制和设计水平打下坚实的基础。二、课程内容第一章传输原理中流体的基本概念主要内容：主要介绍流体的基本概念。从物理与数学的角度介绍流体的模型，给出流体的基本性质与分类，并对流体力学的分析方法进行介绍。本章重点：流体力学的主要任务和研究内容。流体的定义和特点；流体的连续介质假设；流体的密度和重度；流体的相对密度；流体的比容。流体的压缩性和膨胀性；可压缩流体和不可压缩流体。黏性的定义；牛顿内摩擦定律；黏度的表达式；影响黏度的因素；黏性流体和理想流体，牛顿流体和非牛顿流体。表面力和质量力；体系和控制容积；量纲和单位。学习要求：本节都是一些基本概念，需熟练掌握。流体的定义、特点、连续介质假设必须理解，对流体连续介质假设的原因有大致了解。第二章控制体法(积分方程) 主要内容：依据质量、动量与能量守恒定律，建立流体的质量、动量与能量守恒积分式，并将其结果应用到重力作用下流体平衡基本方程。本章重点：质量平衡积分方程；动量平衡积分方程；能量平衡积分方程学习要求：了解质量平衡积分方程、动量平衡积分方程和能量平衡积分方程的推导过程，通学习本节的例题能平衡积分方程进行一些简单的计算。第三章描述流体运动的方法主要内容：在介绍流体运动状态的基础上，给出描述流体运动的基本方法：拉格朗日法与欧拉法；同时介绍定常流、迹线、流线、流管、流量等一系列概念。本章重点：层流状态；紊流状态；雷诺数；卡门涡街。拉格朗日法描述流体流动；欧拉法描述流体流动；拉格朗日法和欧拉法的区别和联系。质点导数。以速度为例，掌握拉格朗日法和欧拉法的转换。定常流动和非定常流动；均匀流动和非均匀流动；平面流和轴对称流；迹线；流线；流管和流束，流量。学习要求：通过计算雷诺数来判别层流状态和紊流状态。深刻理解描述流体运动的这两种方法。掌握质点导数的含义及拉格朗日法和欧拉法下的质点导数。通过学习本节的例题能对一些简单的情况进行转换。本节的基本概论容易混淆，要熟练地理解和掌握，并能对一些简单的情况进行计算。第四章动量传输微分方程主要内容：在介绍连续性微分方程的基础上，对理想流体与实际流体建立了动量守恒微分方程，进而给出伯努利方程，讨论伯努利方程在实际中的应用。本章重点：连续性微分方程；欧拉方程；伯努利方程及其物理意义；不可压缩实际流体的运动微分方程。学习要求：了解连续性微分方程的推导过程，记忆连续性微分方程的公式，通过连续性微

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。题 2 图 3 通过流率 1.1/q L s =的输水管道中，接入一渐缩圆锥管，其长度L ＝40cm ，d1＝8cm ，d2＝2cm ，已知水的运动粘度221.30810/v cm s -=? (a)试判别在该锥管段中能否发生流态的转变. (b)试求发生临界雷诺断面的位置。

冶金试验研究方法

废塑料在炼铁工艺中的应用主要内容 1.问题的提出 2.废塑料的优势 3.废塑料的发展 4.实验设计 5.高炉喷吹塑料的经济效益 6.高炉喷吹塑料的应用 7.结语 1 问题的提出高炉喷吹技术是现代高炉炼铁生产广泛采用的新技术，它也是现代高炉炉况调节所不可缺少的重要手段之一。喷吹的燃料可以是重油、煤粉、粒煤、天然气或还原煤气，其中，喷吹煤粉日益受到世界各个国家或地区的高度重视。高炉炼铁工艺中采用喷吹煤粉技术，早在1840年就由S.M.班克斯提出来，并于 1840~1845年在法国进行了实际操作，因工艺方面的问题没有得到解决，结果未被推广应用。后来又经过了一个多世纪，到了20世纪60年代初期，以北美为代表的许多地区再度试验了这一技术，其间还将原来的垂直螺旋给料改成了水平螺旋给料，尽管如此，还是以失败告终。最后，在采用了粉体气力输送技术的基础上，喷煤才真正成为在工业上得到应用的技术。这项技术在20世纪八十年取得了明显的进步，国外高炉喷煤量已达到200kg/t的大喷煤比，喷煤率(煤粉对燃料比的比率)达38%~40%，而且在英国克利夫兰厂的大喷煤试验中已经做到煤粉、焦炭各50%(煤300kg/t)，近年来，我国高炉炼铁发展迅速，高炉喷煤的应用取得了较大进步。重点大中型企业的喷煤比和总喷煤量都有较大的提高，2012年我国的平均煤比180kg/t。经过最近十年的研究和实践，高炉喷煤技术水平日益提高，富氧喷煤技术得

到普遍应用和氧煤喷吹技术日趋成熟，大大提高了提高煤粉的燃烧率，大幅度增加喷煤量。随着高炉喷吹技术的不断发展，喷吹物料的种类也发生了较大的变化，复合喷吹是一项很有发展潜力的高炉冶炼新技术，日本和苏联已提出了综合燃料(如天然气+重油、重油+煤粉、高炉煤气和焦炉煤气+煤粉等)的概念，并成功地进行了工业喷吹。在炼铁工业中，人们为了降低炼铁成本，采用喷吹煤粉代替部分焦炭的工艺，这早已是一项成熟的技术，将废塑料分类、清洗、干燥等处理后，制造成粒径为6毫米的颗粒，可以代替部分煤粉用于高炉炼铁。喷吹进高炉的废塑料颗粒在炉内高温和还原气氛下，被气化成H2和CO，随热风上升的过程中，它们作为还原剂将铁矿石还原成铁。其反应式见(1.1)和(1.2): 风口区:C n H m+1/2O2=nCO+1/2mH2+Q1（1.1）气体上升过程:Fe2O3+nCO+mH2=2Fe+nCO2+mH2O+Q2(1.2) 上面2 个反应式中Q1、Q2是反应生成热 2、废塑料的优势：密度小, 保管和运输费用大；种类多、形状杂, 有袋状、薄膜状、瓶状, 以及模压成形的和泡沫塑料等等；材质种类多, 而且从外观很难判定其材质；废塑料在气化中产生的H2/CO比值要大于等量的煤粉，H2的扩散能力与还原能力均大于CO，因此用废塑料代替煤粉有利用于降低高炉焦比；同时由于塑料的灰分和硫含量很低，可以减少高炉的石灰用量，进而也减少高炉产渣量和炼铁成本;塑料的平均热值约为40.00GJ/kg，大于煤粉的热值(25.00~31.00GJ/kg)，也有利于提高高炉的生产效率。有关研究表明，废塑料在风口前端区的反应率比煤粉要好得多，这是因为煤

过控综合自动化实验指导书整理版

第一章实验装置说明第一节系统概述一、概述 “THSA-1型过控综合自动化控制系统实验平台”是由实验控制对象、实验控制台及上位监控PC机三部分组成。它是本企业根据工业自动化及其他相关专业的教学特点，并吸收了国内外同类实验装置的特点和长处，经过精心设计，多次实验和反复论证而推出的一套全新的综合性实验装置。本装置结合了当今工业现场过程控制的实际，是一套集自动化仪表技术、计算机技术、通讯技术、自动控制技术及现场总线技术为一体的多功能实验设备。该系统包括流量、温度、液位、压力等热工参数，可实现系统参数辨识，单回路控制，串级控制，前馈-反馈控制，滞后控制、比值控制，解耦控制等多种控制形式。本装置还可根据用户的需要设计构成AI智能仪表，DDC远程数据采集，DCS分布式控制，PLC可编程控制，FCS现场总线控制等多种控制系统，它既可作为本科，专科，高职过程控制课程的实验装置，也可为教师、研究生及科研人员对复杂控制系统、先进控制系统的研究提供一个物理模拟对象和实验平台。学生通过本实验装置进行综合实验后可掌握以下内容： 1．传感器特性的认识和零点迁移； 2．自动化仪表的初步使用； 3．变频器的基本原理和初步使用； 4．电动调节阀的调节特性和原理； 5．测定被控对象特性的方法； 6．单回路控制系统的参数整定； 7．串级控制系统的参数整定； 8．复杂控制回路系统的参数整定； 9．控制参数对控制系统的品质指标的要求； 10．控制系统的设计、计算、分析、接线、投运等综合能力培养； 11．各种控制方案的生成过程及控制算法程序的编制方法。二、系统特点

●真实性、直观性、综合性强，控制对象组件全部来源于工业现场。 ●被控参数全面，涵盖了连续性工业生产过程中的液位、压力、流量及温度等典型参数。 ●具有广泛的扩展性和后续开发功能，所有I/O信号全部采用国际标准IEC信号。 ●具有控制参数和控制方案的多样化。通过不同被控参数、动力源、控制器、执行器及工艺管路的组合可构成几十种过程控制系统实验项目。 ●各种控制算法和调节规律在开放的实验软件平台上都可以实现。实验数据及图表在上位机软件系统中很容易存储及调用，以便实验者进行实验后的比较和分析。 ●多种控制方式：可采用AI智能仪表控制、DCS分布式控制、S7-200或S7-300PLC可编程控制、DDC远程数据采集控制等多种控制方式。 ●充分考虑了各大高校自动化专业的大纲要求，完全能满足教学实验、课程设计、毕业设计的需要，同时学生可自行设计实验方案，进行综合性、创造性过程控制系统实验的设计、调试、分析，培养学生的独立操作、独立分析问题和解决问题的能力。三、实验装置的安全保护体系 1．三相四线制总电源输入经带漏电保护装置的三相四线制断路器进入系统电源之后又分为一个三相电源支路和三个不同相的单相支路，每一支路都带有各自三相、单相断路器。总电源设有三相通电指示灯和380V三相电压指示表，三相带灯熔断器作为断相指示。 2．控制屏上装有一套电压型漏电保护和一套电流型漏电保护装置。 3．控制屏设有服务管理器（即定时器兼报警记录仪），为学生实验技能的考核提供一个统一的标准。 4．各种电源及各种仪表均有可靠的自保护功能。 5．强电接线插头采用封闭式结构，以防止触电事故的发生。 6．强弱电连接线采用不同结构的插头、插座，防止强弱电混接。

冶金传输原理【周俐】第一章课后习题及解答

冶传第一章习题答案 1-1如图，质量为1.18×102㎏的平板尺寸为b×b=67×67㎝2，在厚δ=1.3 ㎜的油膜支承下以u=0.18m/s 匀速下滑，问油的粘度系数为多少？解：如图所示： 2324 sin 5 1.18109.81 1.310sin 137.16/6767100.18 F u A F mg mg N s m Au μδ θθδ μ--==??? ??∴= =??? 1-2一平板在距另一平板2㎜处以0.61m/s 的速度平行移动，板间流体粘度为 2.0×10-3N·s/m 2,稳定条件下粘性动量通量为多少？粘性力又是多少？两者方向如何？以图示之。解：粘性动量通量τ与粘性切应力'τ大小相等 τ='τ= 31230.61 2.010 6.110/210 F u N m A d μ---==??=??

1-3圆管中层流速分布式为)1(22 R r u u m x -=求切应力在r 方向上的分布，并将流速和切应力以图示之。解：2222x m m du F r r u u A dr R R τμμμ= ==-= 1-4 221/0.007/T m cm s ρν=＝，的水在水平板上流动，速度分布为 33(/)x u y y m s =-求：（1）在1x x =处板面上的切应力；（2）在11x x y mm == ，处于x 方向有动量通量存在吗？若有，试计算其值。（3）在11x x y mm == ，处的粘性动量通量。 'τ τ 快板慢板快流层 u

解：（1） 2) 40 32 (330.0071010003 2.110/y x y du F y A dy N m τρυρυ=-=-= ==-=???=? （2）3 310310/0x y u m s --=?≠ ∴在x=x 1,y=1mm 处于x 方向有动量通量存在 232321000(310)9.010/x x p x Au tu mv u N m ρτρ--???= ==??=? （3）粘性动量通量 433 '210 10000.007103 2.110/x y F A du N m dy ρυτ---===???=? 1-5如上题，求x=x 1,y=1m 处两种动量通量，并与上题相比较。解：当x=x 1,y=1m 时，动量通量 232321000(311) 4.010/p x u N m τρ==??-=? 粘性动量通量 '42 1 10000.00710(33)0/x y du F N m A dy τρυ-====???-= 1-6在间距为3㎝的平行板正中有一极薄平板以3.0m/s 的速度移动，两间隙间为两种不同粘性的流体，其中一流体的粘度为另一流体粘度的两倍，已测知极薄平板上、下两面切应力之和为44.1N/㎡，在层流及速度线性分布条件下，求流体的动力粘度。解：设一流体粘度为1μ，另一流体粘度为2μ，且212μμ= 由题意可知 21 44.1u u y y μμ+= 又3/u m s =,232 10m y -=?

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