2010-2011化工原理试题a答案

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1、南京工业大学材料工程导论试题（A）闭卷试题标准答案2010-2011学年第二学期使用班级材实验0801一、名词解释（每题3分，共18分）1、层流与揣流答：层流是指流体在管道中作有秩序的、层次分明的流动，流速层间没有质点扩散现象发生，流体IAI部没有漩涡产生（1.5分）。湍流则是指流体在流动过程屮，流体质点有不规则的运动，速度的大小和方向随时发生变化，出现漩涡（1.5分）。2、几何相似与动力相似答：几何相似指原、模型对应点流动空间任意相应线段两线段夹角相同，任意相应线段长度保持一定比例。（1.5分）动力相似指原、模型对应点同名力作用下，相应的同

2、名力成比例。3、节点与子区域答：节点：数值模拟中需求解米知量的几何位置（1.5分）。子区域为网络剖分中，由一•系列直线（平面）或曲线（曲面）簇将计算区域所分隔的互不重叠的小区域。（1.5分）4、油的恩氏粘度与凝固点答:恩氏粘度是tQC时粘度计小孔中流出200ml油所需吋间/20°C吋粘度计小孔中流岀200ml水所盂时间。（2分）。汕失去流动性的最低温度称凝固点。（1分）5、干球温度与湿球温度答：干球温度f为湿空气的真实温度（1.5分）。湿球温度力大量空气与少量水分相接触吋热、质传递平衡时湿空气温度（1.5分）。6、串联传热与并联传热答：导热与

3、对流换热的串联传热过程称串联传热（1.5分）：辐射与对流换热的并联传热过程称并联传热（1.5分）。二、简答题（每题6分，共36分）1、请绘制毕托管（Pitottube）的构造简图，并简述其测速原理。答：（1）毕托管由两根弯成直角的同心套管组成，外管壁上近端处沿圆周开有小孔，两管之间环隙的端点是封闭的，U型压差计两端分别连接到闪管和套管环隙（2分）（也可直接画岀图，不用语言解释。）（2）测定速度时，毕托管的管口正对流体流动方向，内管感受的是动压和静压，（1分）而套管小孔由于与流体流动方向平行，感受的仅仅是静压（1分）而U型压差计测定的压差就是该

4、点处的动能，由动能就可求得该点的流速。（1分）或者：毕托管中心管测得的为流体的静压能I与动能i之和称之为冲压能，（2分）毕托PS2g2管的外套管测得的仅为流体流动的静压能-^，（2分）两者的差值为动能^一，根据此动能即可计算得到流体流动的速度。（1分）（可以列出能量方程分析说明）2、简述离心泵工作点的定义及其流量的调节途径。答：离心泵特性曲线与管路特性曲线交点处的流量与压头称泵的工作点（2分）。流呈调节途径如下：（1）改变管道阯力特性，如阀门开度等。（2）改变泵轴转速。（3）切割叶轮外径。（4）离心泵串、并联操作（每点1分，共4分）。3、简述

5、传热屮Prandtl（Pr）准数与Grashof准数的表达式及其物理含义。答:Pr=CPg/Xo（2分）它表示流体物性对给热过程的影响。（1分）Gr=gL3pAtp2/

6、i2o（2分）表示自然对流运动状态对给热过程的影响。（1分）应说明各式符号的含义。4、简述常用热工用燃料的种类及其燃烧方法。答：常用热工用燃料有固体燃料、液体燃料和气体燃料。固体燃料主要有固定床、沸腾床和悬浮床式燃烧方法。液体燃料主要用雾化燃烧方法，部分用气化燃烧方法（可不答）。气体燃料主要有L<:焰、短焰、无焰式燃烧方法。5、简述有限差分中一阶向前、向后、中心差商和二阶差商

7、的定义及其截断误差。答：一阶向前差商：Af/Ax=（f（x+Ax）-f（x））/Ax,截断误差为Ax的同级无穷小量0（Ax）;（1.5分）一阶向后差商：Af/Ax=（f（x）-f（x-Ax））/Ax,截断误差与前差商同；（1.5分）。一阶屮心差商：Af/Ax=（f（x+Ax）-f（x-Ax））/2Ax,截断误差为（Ax）2的同级无穷小量0（Ax）2（2分）。二阶差商aF/Ax2。（f（x+Ax）-2f（x）+f（x-Ax））/Ax2,截断误差为（Ax）2的同级无穷小量0（Ax）2。（1分）6、写出Fick第一定律和Fick第二定律的表达式，并

8、说明苒适用条件。答：Fick第一定律：JA=-DABdCA/dZ；JA为组分A的分子扩散速率，dCA/dZ为组分A的浓度梯度，DAB为DAB在A、B混合物屮的分子扩散系数。（2分）遗用于稳态传质。（1分）Fick第二定律：3Cj/3t=Di（32Ci/3x2+92Ci/3y2+92Ci/3z2）o（1分）适用于非稳态传质。（1分）三、计算题（第一题13分，其它每题11分，共46分）1、水从液面恒定的水箱经过水平粗、细管射出，如图所示。假设Zl=12m，z2=z3=6.5m,2-2截面与出LI3-3截面的管内径分别为：d2=13mm,d3=7.

9、5mm,1-1截面到2-2截面管路的总阻力损失为2m水柱，不计2-2截面到出门3-3截面的总阻力损失。试求：（1）出门处的速度u3;（2）接近出口的截面2-2处的速