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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 2 -3 通量(N/m ) 。板间距离为 2mm,板间流体的粘度为 2×10 Pa.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 mi 是浇包内金属液的初始质量,mc 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 3 γ a=12.6N/m ,由装在管壁下边的 U 形测压管(内装水)测得Δ h=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 3 准状态下空气的密度为 1.293kg/m 。

八、某条供水管路 AB 自高位水池引出如图所示。已知:流量 Q=0.034m /s;管径 D=15cm;压 2 力表读数Ρ B=4.9N/cm ;高度 H=20m。问水流在管路 AB 中损失了若干水头?

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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/m ,运动粘性系数ν =4cm /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?

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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 =0.355cm /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 3 为 880kg/m )

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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℃ 3 的情况下,送风量 Q=30000m /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? 2 (t=20℃时,空气的ν =0.157cm /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 -5 2 的运动粘度ν =1.47×10 m /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 Recr 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 tf=20℃,管壁 温度 tw=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 1.59×10 Pa,已知 XA=0.40, VA=0.88m/s,VB=0.02m/s,试计算下列各值 3 ⑴、混合物、组分 A 和组分 B 物质的量浓度 C、CA 和 CB(mol/m ) 3 ⑵、混合物、组分 A 和组分 B 的质量浓度р 、р A 和р B(kg/m ) ⑶、VA-V,VB-V(m/s) ⑷、VA-Vm,VB-Vm(m/s) -2 -1 ⑸、N(mol.m .S ) -2 -1 ⑹、nA、nB、n(kg.m .s ) 2 -2 -1 ⑺、jB(kg/m .s)JB(mol.m .S )

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