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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。问水流在管路AB中损失了若干水头?

九、在如图所示的虹吸管中,已知H1=2m;H2=6m;管径d=15mm。如不计损失,问S处的压

强应为多大时,此管才能吸水?此时管内流速v2及流量Q各为多少?(注意:管B端并未接触水面或深入水中)

十、沿直径d=305mm的管道,输送密度Ρ=980kg/m3,运动粘性系数ν=4cm2/s的重油。若流

量Q=60L/s,管道起点标高Z1=85m,终点标高Z2=105m,管长l=1800m。试求管道中重油的压力降及损失功率各为若干?

十一、长度l=1000m,内径d=200mm的普通镀锌钢管,用来输送运动粘性系数ν=0.355cm2/s 的重油,已测得其流量Q=38L/s。问其沿程损失为若干?(查手册Δ=0.39,重油密度为880kg/m3)

十二、无介质磨矿送风管道(钢管,Δ=0.2mm),长l=30m,直径d=750mm,在温度t=20℃的情况下,送风量Q=30000m3/h。问:

⑴、此风管中的沿程损失为若干?

⑵、使用一段时间后,其绝对粗糙增加到Δ=1.2mm,其沿程损失又为若干?

(t=20℃时,空气的ν=0.157cm2/s)

十三、沿空气从宽为40cm的平板表面流过,空气的流动速度V0=2.6m/s;空气在当时温度下的运动粘度ν=1.47×10-5m2/s。试求流入深度x=30cm处的边界层厚度,距板面高

y=4.0mm处的空气流速及板面上的总阻力?

十四、常压下温度为30℃的空气以10m/s的流速流过一光滑平板表面,设临界雷诺数Re cr 3.2×105,试判断距离平板前缘0.4m及0.8m两处的边界层是层流边界层还是湍流边

界层?求出层流边界层相应点处的边界层厚度。

十五、假设在两小时内,通过152mm×152mm×13mm(厚度)试验板传导的热量为837J试验板两个平面的温度分别为19℃和26℃,求试验板的热导率。

十六、一窑炉的耐火硅砖炉墙为厚度δ=250mm的硅砖。已知内壁面温度t1=1500℃,外壁面温度t2=400℃,试求每平方米炉墙的热损失。

十七、24℃的空气以60m/s的速度为外掠一块平板,平板保持216℃的板面温度,板长0.4m,试求平均表面传热系数(不计辐射换热)

十八、空气正面横掠外径d=20mm的圆管。空气流速为1m/s。已知空气温度t f=20℃,管壁温度t w=80℃,试求平均表面传热系数。

十九、有一O2(A)与CO2(B)的混合物,温度为294K,压力为1.59×105Pa,已知X A=0.40, V A=0.88m/s,V B=0.02m/s,试计算下列各值

⑴、混合物、组分A和组分B物质的量浓度C、C A和C B(mol/m3)

⑵、混合物、组分A和组分B的质量浓度р、рA和рB(kg/m3)

⑶、V A-V,V B-V(m/s)

⑷、V A-V m,V B-V m(m/s)

⑸、N(mol.m-2.S-1)

⑹、n A、n B、n(kg.m-2.s-1)

⑺、jB(kg/m2.s)JB(mol.m-2.S-1)