流体力学与传热学试题及答案

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1、流体力学与传热学试题及参考答案一、填空题：（每空1分）1、对流传热总是概括地着眼于壁面和流体主体之间的热传递，也就是将边界层的和边界层外的合并考虑，并命名为给热。答案：热传导；对流传热2、在工程计算中，对两侧温度分别为t1,t2的固体，通常采用平均导热系数进行热传导计算。平均导热系数的两种表示方法是或。答案；；3、图3-2表示固定管板式换热器的两块管板。由图可知，此换热器为管程，管程流体的走向为或。11453223图3-23-18附图答案：4；24153；351424、黑体的表面温度从300℃升至600℃，其辐射能力增大到原来的倍.答案:5.39分析:斯蒂芬-波尔兹曼定律表明黑体的辐射能力

2、与绝对温度的4次方成正比,而非摄氏温度,即=5.39。5、3-24用0.1Mpa的饱和水蒸气在套管换热器中加热空气。空气走管内，由20℃升至60℃，则管内壁的温度约为。答案：100℃6、热油和水在一套管换热器中换热，水由20℃升至75℃。若冷流体为最小值流体，传热效率0.65，则油的入口温度为。答案：104℃分析：ε==0.65=104℃7、因次分析法的基础是，又称因次的和谐性。答案：因次的一致性8、粘度的物理意义是促使流体产生单位速度梯度的_____________。答案：剪应力9、如果管内流体流量增大1倍以后，仍处于滞流状态，则流动阻力增大到原来的倍。答案：210、在滞流区，若总流量不

3、变，规格相同的两根管子串联时的压降为并联时的倍。答案：411、流体沿壁面流动时，在边界层内垂直于流动方向上存在着显著的_______________，即使____________很小，____________仍然很大，不容忽视。答案：速度梯度；粘度；内摩擦应力12、雷诺数的物理意义实际上就是与阻力有关的两个作用力的比值，即流体流动时的______与______之比。答案：惯性力；粘性力13、滞流与湍流的本质区别是。答案：滞流无径向运动，湍流有径向运动；二、问答题：（每小题8分）1、工业上常使用饱和蒸汽做为加热介质而不用过热蒸汽，为什么？答：使用饱和蒸汽做为加热介质的方法在工业上已得到广泛的

4、应用。这是因为饱和蒸汽与低于其温度的壁面接触后，冷凝为液体，释放出大量的潜在热量。虽然蒸汽凝结后生成的凝液覆盖着壁面，使后续蒸汽放出的潜热只能通过先前形成的液膜传到壁面，但因气相不存在热阻，冷凝传热的全部热阻只集中在液膜，由于冷凝给热系数很大，加上其温度恒定的特点，所以在工业上得到日益广泛的应用。如要加热介质是过热蒸汽，特别是壁温高于蒸汽相应的饱和温度时，壁面上就不会发生冷凝现象，蒸汽和壁面之间发生的只是通常的对流传热。此时，热阻将集中在靠近壁面的滞流内层中，而蒸气的导热系数又很小，故过热蒸汽的对流传热系数远小于蒸汽的冷凝给热系数，这就大大限制了过热蒸汽的工业应用。2、下图所示的两个U形管

5、压差计中,同一水平面上的两点A、B或C、D的压强是否相等？DABC水P1P2水银图1－11－1附图ABCDppP1P2水h1空气答：在图1—1所示的倒U形管压差计顶部划出一微小空气柱。空气柱静止不动，说明两侧的压强相等，设为P。由流体静力学基本方程式：∴即A、B两点压强不等。而也就是说，、都等于顶部的压强加上高空气柱所引起的压强，所以C、D两点压强相等。同理，左侧U形管压差计中，而。3、容器中的水静止不动。为了测量A、B两水平面的压差，安装一U形管压差计。图示这种测量方法是否可行？为什么？AB11’汞hHR水图1-21-2附图答：如图1—2，取1—1为等压面。由可知：=将其代入上式，整理得

6、∵∴R等于零，即压差计无读数，所以图示这种测量方法不可行。4、图1-6为典型的简单管路。设各段管径相同，液体做稳态流动。现将阀门由全开转为半开，试分析下述参数如何变化？图1－61－9附图Z11’2’2AB（1）u；(2)p；(3)p答：（1）阀门关小，其阻力系数增大，增大，又Z1不变，即截面1流体的总机械能一定，故u减小。（2）考察1、A两个截面间的能量转换关系：由u减小知必减小，又Z1不变，故P增大。（3）在管段B、2之间做能量衡算：u减小，减小，又P2不变，故P将减小。三、计算题：（每小题12分）1、某固体壁厚b=500mm,其导热系数℃)。已知壁的一侧流体温度Ｔ＝230C,其对流传热

7、系数a=50W/(m.℃);另一侧流体温度t=30℃,对流传热系数m2℃).若忽略污垢热阻，试求：（1）热通量q;（2）距热壁面２５mm处的壁温t。Tb图3-1解：方法一T先求热通量，然后以（Ｔ－t）为传热推动力，（）为对应热阻，求出。即将热流体与壁面对流传热与厚壁面的导热综合考虑。（1）热通量q=℃)/Wq=(2)壁温q==230-378(=213℃2、将一铜球投入T=350的恒温油槽中。已知铜球的初始温=20，质量m