《传输原理》复习提纲(DOC).doc

《《传输原理》复习提纲(DOC).doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《传输原理》复习提纲(DOC).doc（26页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、优质文本?冶金传输原理?复习提纲、根本概念一、 动量传输1、 流体；连续介质模型；流体模型；动力粘度、运动粘度、恩式粘度；压缩性、膨胀性2、 外表力、质量力；静压力特性；压强相对压强、绝对压强、真空度；等压面3、 法、法，迹线、流线4、 稳定流、非稳定流 ，急变流、缓变流，均匀流、非均匀流5、 运动要素：流速、流量，水力要素：过流断面、湿周、水力半径、当量直径6、 动压、静压、位压；速度能头、位置能头、测压管能头、总能头；动能、动量修正系数7、 层流、湍流；自然对流、强制对流8、 沿程阻力、局部阻力；沿程损失、局部损失9、 速度场；速度梯度；速度边界层二、 热量传输1、温度场、温度梯度、温度边

2、界层；热流量、热流密度 2、导热、对流、辐射3、导热系数、对流换热系数、辐射换热系数、热量传输系数4、相似准数、5、黑体、白体、透热体；灰体；吸收率、反射率、透过率、黑度6、单色辐射力、全辐射力、方位辐射力；角系数；有效辐射；外表网络热阻、空间网络热阻7、解析法、数值分析法、有限差分法、集总参数法、网络元法三、 质量传输1、 质量传输；扩散传质、对流传质、相间传质2、 浓度、速度、传质通量；浓度场、浓度梯度、浓度边界层3、 扩散系数、对流传质系数4、 、准数、根本理论与定律一、 动量传输1、 粘性定律2、 方程3、 连续方程、能量方程、动量方程、静力学根本方程二、 热量传输1、 方程2、 定律

3、3、 冷却加热公式4、 定律、定律、定律、定律、定律、余弦定律5、 相似原理及其应用三、 质量传输1、 传质微分方程、第一、二定律2、 薄膜理论、双膜理论、渗透理论、更新理论、根本理论与定律在工程中的应用一、 动量传输1、连通容器2、连续方程、能量方程、动量方程的应用、烟囱计算3、流体阻力损失计算二、 热量传输1、 平壁、圆筒壁导热计算2、 相似原理在对流换热中的应用3、 网络单元法在外表辐射换热中的应用4、 通过炉墙的综合传热、火焰炉炉膛热交换、换热器5、 不稳态温度场计算：解析法；有限差分法三、 质量传输1、平壁、圆筒壁扩散计算2、相似原理在对流传质中的应用3、炭粒、油粒的燃烧过程4、相间

4、传质气固、气液、多孔材料、主要参考题型一、 填空1、当体系中存在着 、 、 时，那么发生动量、热量和质量传输，既可由分子原子、粒子的微观运动引起，也可以由旋涡混合造成的流体微团的宏观运动引起。2、连续介质模型是指 。3、温度升高、压强减少，那么液体的粘度 ；气体的粘度 。4、流体静压强的特性为 。5、作用在流体上的力有 、 二种。6、静止液体作用于平面壁上的压力P为浸水面积与其形心的液体压强的乘积。它的方向为受压面的内法线方向。7、流体动力学的研究方法主要有 、 二种。8、流体运动要素不随时间而变化，只随空间位置不同而变化的流动称为( ).非稳定流是指 。9、迹线是( )；流线为 。.10、流

5、量是单位时间内通过过流断面的液体数量，有 、 、 三种。11、对于圆管中的流体，流动状态的判据依据是 。12、层流是 ；湍流是指 。13、对于圆管中的流体，其流动状态为层流时的沿程阻力系数为 。14、时均速度是 ；时均压强是 。15、过流断面突然缩小、突然扩大的沿程阻力系数分别为 、 。16、温度梯度、速度梯度、浓度梯度分别是指 、 、 。17、热量传输的三种根本方式为 、 、 。18、单色辐射力是指 ，全辐射力又是 。19、黑体、白体、透明体分别是指 、 、 。20、热辐射中的定律、定律、定律、定律分别为 、 、 、 。21、角系数是指 ，两相距很近的平行大平面的角系数分别为 、 。22、有

6、效辐射是指 ，外表辐射热阻、空间热阻分别为 、 。23、质量传输的三种根本方式为 、 、 。24、二元混合体系中，两组分的质量分数关系为 ；摩尔分数关系为 。25、传质通量是 。26、第一、二定律分别为 、 ；定律为 ；粘性定律 。27、导温系数( )；动力粘度= 。28、速度场、温度场、浓度场分别是指 、 、 。29、( ) ( )( ), ( ), ( )( )。30、( ), =( ), ( )。二、 计算1、 一滑动轴承，轴与轴承的间隙0.1，轴的转速2980，轴的直径15，轴承宽度25。求轴承所消耗的功率。润滑油的粘度为0.245。2、一沿着涂有润滑油的倾角为300的斜面等速向下运动

7、的木板，其底面积为5050，其质量为5千克，速度为1，平板与油斜面的距离为=1。求润滑油的动力粘度系数。3、如图1为水管路系统，D1，D2，L1，L2，H，1，2，1，2。求出口流速，并绘出其总水头线和测压管水头线示意图。4、如图2为一喷嘴，出口直径D1=10 ，管端直径D2=40 ，流量0.4 m3，喷嘴和管以法兰盘连接，共用12个螺栓，不计水和管嘴的重量，水流水平射向一垂直壁面，试求壁面所承受的水平推力及每个螺栓受力。 图1 图25、如图3 小管直径D1=0 .2 m，大管直径D2=0.4 m。P1=70 m2，P2=40 2 ，2-2断面流速为1 。1、2断面高度差为1 m。试判断水在管

8、中的流动方向，并求水流经两断面间的水头损失。6、水箱侧面壁接出一直径0.20m的管路，如图4所示，H1=2.0m，H2=3.0m，不计任何损失，求A点的压强及出流流速。7、某冶金炉墙分别由耐火砖、硅藻土砖、保温板、金属薄板组成，厚度分别为125, 125， 60， 4 ，导热系数分别为0.4, 0.14, 0.10, 45 .。炉内、外侧壁温分别为600，50，求炉墙单位面积上的热损失及炉墙的温度分布。8、某热风管道的内、外径分别为200、220，管外包扎厚度为50的隔热材料，管壁与隔热材料的导热系数分别为50.6 , 0.2 .。管内、外外表温度分别为250，50，求通过管道的单位长度上的热

9、损失及两层接触界面的温度。 图3 图49、空气流以3.1 的速度平行于水的外表流动，水的温度为15 ，其饱和蒸气压为1705 ，空气温度为20 ，求外表长为0.1米范围内水的蒸发速率。空气中的水汽分压为777 ，总压为98070 ，空气粘度系数为15.510-6 m2，水汽在空气中的扩散系数为7.2510-2 m2。提示：10、由组分AO2和组分B2组成的二元一维稳态扩散体系，0.020730.0622 30.00170.0003,试计算其主流速度和传质通量。11、某炉气温度为1627，炉气在标准状态下的密度为1.33,炉外大气温度为30，试求 当距炉门坎高2.0m处，炉膛相对压强为12时，炉

10、门坎处是冒烟还是吸冷风？12、烟气平均温度为1300，烟气在标态下的密度为1.33,烟囱底部要求的负压为100，周围大气温度15，试求烟囱高度不考虑烟气的流动。13、两块平行放置的大钢板，其间距远小于长和宽。钢板的温度分别为727、27，黑度均为0.8。假设视钢板为灰体，试计算其自身辐射、有效辐射及净传热量。14、有一管径为10 ，长为10m的小水平直管，管中水流速为0.131，室温下水的粘度为1.3110-6 m2，试判定其管中水的流态并求其能量损失？15、空气流动速度场6(2)234z,试分析此流动状态是否连续？三、 问答与分析1、 试述三种传输现象的普遍规律。2、 简述流线的特点.3、

11、试说明串联、并联管路的特点，并分析减少流体阻力损失的途径4、 试分析影响对流换热、对流传质的主要因素。5、 试分析某平壁炉墙的综合传热情况。6、 简述对流传质中的薄膜理论。7、 试比较相似原理在对流换热、对流传质中的应用。8、 试简单说明速度边界层、温度边界层和浓度边界层。9、 简单分析自然排烟烟囱的工作原理。10、 利用传质有关理论，分析炭粒、油粒的燃烧过程。、局部参考题答案一、填空题1、当体系中存在着速度梯度、温度梯度、浓度梯度时，那么发生动量、热量和质量传输，既可由分子原子、粒子的微观运动引起，也可以由旋涡混合造成的流体微团的宏观运动引起。2、连续介质模型是指不考虑分子之间的间隙，把流体

12、视为无数连续分布的流体质点组成的连续介质。3、温度升高、压强减少，那么液体的粘度减少；气体的粘度增加。4、流体静压强的特性为方向与作用面垂直并指向作用面；任一点上的压力在各个方向上是相同的。5、作用在流体上的力有外表力、质量力二种。6、对流传质薄膜理论、渗透理论、更新理论的结论分别是、。7、流体动力学的研究方法主要有拉格朗日法、欧拉法二种。8、流体运动要素不随时间而变化，只随空间位置不同而变化的流动称为(稳定流).非稳定流是指流体运动要素随时间而变化，且随空间位置不同而变化的流动。9、迹线是(流体质点的运动轨迹线)；流线为同一瞬间各流体质点运动方向的总和速度向量所构成的连线。.10、流量是单位

13、时间内通过过流断面的液体数量，有体积流量、质量流量、重量流量三种。11、对于圆管中的流体，流动状态的判据依据是2300。12、层流是所有流体质点只作沿同一方向的直线运动；湍流是指流体质点作复杂的无规那么运动。13、对于圆管中的流体，其流动状态为层流时的沿程阻力系数为。14、时均速度是瞬时速度在一段时间内的平均值；时均压强是瞬时压强在一段时间内的平均值。15、过流断面突然缩小、突然扩大的局部阻力系数分别为、 。16、温度梯度、速度梯度、浓度梯度分别是指温度场中，法线方向上的温度变化率、速度场中，法线方向上的速度变化率、浓度场中，法线方向上的浓度变化率。17、热量传输的三种根本方式为传导传热、对流

14、换热、辐射换热。18、单色辐射力是指假设辐射能力仅指某波长下波长间隔d范围内所发射的能量，全辐射力又是发射物体每单位外表积、单位时间内向半球空间所发射的全部波长的能量。19、黑体、白体、透明体分别是指吸收率等于1，反射率、透过率均为0的理想物体、反射率等于1，吸收率、透过率均为0的理想物体、透过率等于1，反射率、吸收率均为0的理想物体。20、热辐射中的定律、定律、定律、定律分别为、 2897. 6、。21、角系数是指任意两外表所组成的体系，其中一个外表所发射的辐射能投射到另一外表上的能量占发射总能量的百分数，称为第一外表对第二外表的辐射角度系数，两相距很近的平行大平面的角系数分别为 。22、有

15、效辐射是指单位时间单位面积所射离的辐射能 ，外表辐射热阻、空间热阻分别为 、。23、质量传输的三种根本方式为分子扩散、对流传质 、相间传质。24、二元混合体系中，两组分的质量分数关系为；摩尔分数关系为。25、标态下气体、液体、固体的扩散系数的数量级分别是10-5-10-4 m2 、10-10-10-9 m2 、10-14-10-10 m2。26、第一、二定律分别为 、；定律为；粘性定律。27、导温系数(/(c) )；动力粘度=。28、运动粘度、热扩散系数、扩散系数的单位分别是m2、m2、m2。29, , , , ,。30、, , 。二、计算题1一沿着涂有润滑油的倾角为30的斜面等速向下运动的木

16、板，其底面积为100100 ，其质量为10 ，速度为2 ，平板与油斜面的距离为=1 。求润滑油的动力粘度。解： 2某流体的密度为10003,粘度为0.012,在水平板上流动，距板端长度1m时的速度分布2+33.试求在空间点(11m处x方向的动量通量。解：物性通量： 对流通量： 3如图小管1截面积A1=0.1m2，大管2截面积A2=0.2m2。P1=100 ，P2=50 ，管中水流量为0.4m3。1、2断面高度差为1 m。试判断水在管中的流动方向，并求水流经两断面间的水头损失。解：1-1、2-2断面流速分别为： 将基准面取在1-1水平面上，那么1-1、2-2处的总水头分别为： 因为E1E2,所以

17、流动方向是1-1面流向2-2面。 1-1面流向2-2面间的水头损失： 12=4.6m 4某炉气温度为1300，炉气在标准状态下的密度为1.33,炉外大气温度为30，空气在标准状态下的密度为1.2933。当距炉门坎高2.0m处，炉膛相对压强为12时，试问炉门坎处是冒烟还是吸冷风？解：炉气密度 空气密度 把基准面取在炉门坎水平面上，那么炉门坎处的炉膛的相对压强为： 所以炉门坎处是吸冷风。 5烟气平均温度为1300，烟气在标态下的密度为1.33,烟囱底部要求的负压为100，周围大气温度15，空气在标态下的密度为1.2933,试求烟囱高度可不考虑烟气的流动。解： 炉气密度： 空气密度： 烟囱高度： 6

18、有一管径为10 ，长为10m的小水平直管，管中水流速为0.131，室温下水的粘度为1.3110-6 m2，水的密度为10003。试判定此管中水的流态，由已有条件是否能求其沿程能量损失？如果可以，其能量损失是多少？解： 水的雷诺数： 属于层流沿程损失： 7某冶金炉炉墙分别由耐火砖、金属薄板组成，厚度分别为125, 4 ，导热系数分别为0.40, 40 .。炉内、外侧壁温分别为850，50，求炉墙单位面积上的热损失及中间温度。解：炉墙单位面积上的热损失： 中间温度：8某冶金炉炉墙分别由耐火砖、保温层、金属薄板组成，厚度分别为125, 125，5 ，导热系数分别为0.40, 0.10, 40 .。炉

19、内、外侧壁温分别为850，50，求炉墙单位面积上的热损失及炉墙的温度分布。解：炉墙单位面积上的热损失： 中间温度：9两块平行放置的大钢板1、2，其间距远小于长和宽。钢板的温度分别为727、27，黑度均为0.8。假设视钢板为灰体，试计算两钢板的自身辐射及其间的辐射热交换量。解：钢板1自身辐射： 钢板2自身辐射： 板间辐射热量： 10一加热炉炉墙由耐火粘土砖，硅藻土填料层，红砖层， 三层组成，炉墙内外壁温度分别为，求通过炉墙的热通量及红砖层内外表温度。解：炉墙的热通量： 2红砖层内外表温度： 11计算直径1m的热风管单位长度上的外表辐射热损失。热风管为裸露钢外表，黑度0.8，外外表温度为227，

20、此管置于断面为22的砖砌沟槽内，砖槽内外表温度为27，黑度0.9。解：可视为非自见外表热风管A1被可自见外表沟槽A2所包围，那么 12炉壁由三层组成，粘土砖1=0.23m,1=1.2(m. );石棉粘土砖2=0.03m,2=0.1(m. )；红砖3=0.24m,3=0.5(m. )。炉墙内烟气侧换热系数40 (m2. )、烟气温度1020 ；炉墙外空气侧换热系数15 (m2. )，空气温度20 ；试求通过该炉墙的热损失及炉墙外侧的温度。解：炉墙单位面积上的热损失： 炉墙外侧的温度： 13一滑动轴承，轴与轴承的间隙=0.1，轴的转速2980，轴的直径15，轴承宽度25。求轴承所消耗的功率。润滑油

21、的粘度为=0.245。解：轴外表的圆周速度： 3.1460=23.4轴承间隙里流速呈线性分布，速度梯度 ：23400 内摩擦力： 0.2453.140.150.2523400 =675N 滑动轴承所消耗的功率： 14空气流动速度场6(2)234z,试分析此流动状态是否连续？ 解：15如图为一喷嘴，出口直径D1=10 ，管端直径D2=40 ，流量0.4 m3，喷嘴和管以法兰盘连接，共用10个螺栓，不计水和管嘴的重量，水流水平射向一垂直壁面，试求壁面所承受的水平推力及每个螺栓受水平拉力。解：如图取1-1、2-2断面，并列. 设喷嘴对水流的水平作用力F，列动量方程： 三问答题1、试分析串、并联管路系

22、统的特点，并说明减少管路系统阻力损失的途径。答：1串联管路特点：各段流量相同，阻力叠加；并联管路特点：各支路阻损相同，流量叠加 2减少流体阻力损失A改善固体边界状态 a) 尽量减少局部管件或截面变化，改善局部管件结构90圆转弯 突然逐渐扩大收缩b) 尽量L ；D；选用光滑管c) “经济流速的选择：综合考虑B) 添加减阻剂 添加减阻剂，改善紊流运动内部结构。三种添加剂：高分子聚合物聚氧化乙烯、聚丙烯酰胺；金属皂；悬浮物泥、砂、纸浆、石棉。 2、试分析影响对流换热系数的主要因素。答：影响因素 1流态和流动起因 2流体的物理性质 热导率、热容c、密度、粘度、膨胀系数 3流体有无相变 4) 换热面的几

23、何形状、大小及位置 3、研究对流换热的方法主要有哪些？简单分析这些方法是如何求解对流换热系数的，并说明其适用性。 答：研究对流换热的方法主要有： 数学分析法、相似理论-模型实验法、类比法（1） 数学分析法 精确解法：利用方程、方程、连续性方程、边界给热微分方程联立求解。适用简单问题。近似积分法：取控制体建立能量积分方程，求得温度场的近似关系后，求解积分方程。适用简单问题。数值解法：采用数值方法求解能量平衡微分方程，以确定对流换热系数。2相似理论-模型实验法 根据相似原理做模型实验的求解方法。是应用最广，最实用的方法，适用复杂的实际问题。3类比法 根据热量传输与动量传输的类似性，通过建立对流换热

24、系数和流动阻力系数之间的函数关系来求解对流换热系数。在一定程度上有效。4、试论述高温炉气通过平壁炉墙至周围空气的综合传热过程，并简单说明如何减少通过炉墙的散热损失？答：炉墙的综合传热过程分三个过程：1高温炉气以辐射和对流方式传给内壁 2炉壁以传导方式由内壁传到外壁 3外壁以辐射和对流方式传给周围空气 对稳态 q123 减少炉墙的热损失措施：降低空气与炉外壁的换热系数、降低烟气与炉内壁的换热系数、采用导热系数低的材料、增加炉墙厚度。5、分析三种传输现象的普遍规律。答：1动量、热量和质量传输通量，均等于各自的扩散系数与各自的浓度梯度乘积的负值，三种传输过程可用一具通式来表达，即：通量扩散系数浓度梯

25、度2、动量、热量和质量扩散系数具有相同的因次，其单位均为m2;3、通量为单位时间内通过与传输方向垂直的单位面积上的动量、热量或质量，各量的传输方向均与该量的浓度梯度方向相反，故通量的普遍表达式中有一负号。 四名词解释1粘性：实际流体流动时，阻碍流体流动的性质。2理想流体：没有粘性的流体。3可压缩流体：密度随温度和压力变化而变化的流体。4牛顿流体：流体流动过程中，符合牛顿粘性定律的流体。5自然流动：流体流动体系内，流体的密度不同而产生的浮力所构成的流动。6强迫流动：流体流动体系内，流体因外力作用所构成的流动。7层流：流体层与层间相互不干扰的有规那么的流动状态。8湍流：流体层与层相互混杂、相互干扰

26、的不规那么的流动状态。9动量通量：单位时间通过单位面积所传递的动量。10粘性动量通量：单位时间通过单位面积传递的粘性动量。11迹线：流体流动的轨迹线。12热量传输：由于温度差引起的热量传递。13温度梯度：温度场中，法线方向上的温度变化率。14导热系数：单位温度梯度通过单位面积的热量。15热流密度：单位时间通过单位面积传递的热量。16热量通量：单位时间通过单位面积传递的热量。17辐射力：物体在单位时间由单位外表积向半球空间发射的全部波长的辐射能量。18黑体：吸收率等于1，反射率、透过率均为0的理想物体。19辐射强度：单位时间单位辐射面积在单位立体角内发射的全部波长的辐射能量。20有效辐射：单位时

27、间单位面积所射离的辐射能。21质量传输：物质从物体或空间的某一局部传递到另一局部的现象。22不稳定浓度场：随时间而变化的浓度场。23稳定浓度场：不随时间而变化的浓度场。24浓度梯度：浓度场中，法线方向上的浓度变化率。25传质通量：单位时间通过单位面积的物质的量，即速度与浓度的乘积五选择题1扩散系数的单位是 AB2Cm2D 2圆管中流体流动时其10000，那么其流动状态为A层流B湍流C稳定流D非稳定流3当圆筒壁长度远大于其外径，那么沿轴向的导热可以忽略不计，那么该圆筒壁的导热可视为A一维导热B二维导热C三维导热D非稳态导热 4可描述自然对流的方程是A B C D5在研究流体运动时,根据粘性力与速

28、度梯度的关系,可将流体分为A牛顿流体及非牛顿流体 B可压缩流体及不可压缩流体 C均匀流动及非均匀流动 D理想流体及实际流体 6流体运动要素不随时间变化，只随空间位置不同而变化的流动称为A稳定流 B非稳定流C自然流动 D强制流动 7下面说法正确的选项是A欧拉法是研究无数质点组成的质点群的运动B拉格朗日法是研究无数质点组成的质点群的运动C对流换热过程中不可能存在传导传热 D动量传输、热量传输、质量传输不可能同时存在8流线具有的特点为A稳定流动下流线与迹线不重合B流线不能相交或转折C各过流断面的流线相同 D非稳定流动下流线与迹线重合9圆管层流时，流体的速度分布为 A过流断面上是常数 B管中心轴线处是

29、零,且与半径成正比 C管壁处是零，管中心轴线处最大，并按抛物线分布D线性分布10常温下，固体导热系数的范围为A10B5C100D50 13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.惯性力与外表张力之比 14请判断拉格朗日法适合于描述下述哪一类流动A研究一污染物粒子在水中运动的轨道 B研究无数质点组成的质点群的运动C研究一流动空间的速度分布。 D研究一流动空间的温度分布15稳定流具有的特点A流动随时间按一定规律变化 B流场中任意空间点的运动要素不随时间变化C各过流断面的速度分布相同 D各过流断面的压强相同16对流传质理论中的外表更新论的结论是A B C D17固体的扩散系数的数量级为A10-14-10-10 m2 B10-5-10-4 m2 C10-10-10-9 m2 D10-4-10-2 m218圆管流动的下临界雷诺数为A300B1200C2300D3600 19理想流体的特征是A粘度是常数B不可压缩C符合 D无粘性 20按连续介质的概念，流体质点是指A流体的分子 B流体内的固体颗粒 C几何点 D几何尺寸同流动空间相比是极小量,又含有大量分子的微元体