第三部分流体力学传热学知识DOC.docx

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第三部分

—流体力学、传热学知识

1、单项选择题

1、在水力学中，单位质量力是指（C）

□A.单位面积液体受到的质量力；□B.单位体积液体受到的质量力；

□C.单位质量液体受到的质量力；□D.单位重量液体受到的质量力。

2、液体中某点的绝对压强为100kN/m2，则该点的相对压强为（B）

□A.1kN/m2□B.2kN/m2□C.5kN/m2□D.10kN/m2

3、有压管道的管径d与管流水力半径的比值d/R=（B）

□A.8□B.4□C.2□D.1

4、已知液体流动的沿程水力摩擦系数与边壁相对粗糙度和雷诺数Re都有关，即可以判断该液体流动属于（C）

□A.层流区□B.紊流光滑区

□C.紊流过渡粗糙区□D.紊流粗糙区

5、现有以下几种措施：

①对燃烧煤时产生的尾气进行除硫处理；②少用原煤做燃料；

③燃煤时鼓入足量空气；④开发清洁能源。

其中能减少酸雨产生的措施是（C）

□A.①②③□B.②③④□C.①②④□D.①③④

6、“能源分类相关图”如下图所示，下列四组能源选项中，全部符合图中阴影部分的能源是（C）

□A.煤炭、石油、潮汐能□B.水能、生物能、天然气

□C.太阳能、风能、沼气□D.地热能、海洋能、核能

7、热量传递的方式是什么？

（D）

□A.导热□B.对流□C.热辐射□D.以上三项都是

8、流体运动的连续性方程是根据（C）原理导出的？

□A.动量守恒□B.质量守恒□C.能量守恒□D.力的平衡

9、当控制阀的开口一定，阀的进、出口压力差Δp（B）

□A.增加□B.减少□C.基本不变□D.无法判断

10、热流密度q与热流量的关系为（以下式子A为传热面积，λ为导热系数，h为对流传热系数）（B）

□A.q＝φA□B.q＝φ/A□C.q=λφ□D.q＝hφ

11、如果在水冷壁的管子里结了一层水垢，其他条件不变，管壁温度与无水垢时相比将（B）

□A.不变□B.提高□C.降低□D.随机改变

12、在传热过程中，系统传热量与下列哪一个参数成反比?

（D）

□A.传热面积□B.流体温差

□C.传热系数□D.传热热阻

13、下列哪个不是增强传热的有效措施？

（D）

□A.波纹管□B.逆流

□C.板翅式换热器□D.在对流传热系数较大侧安装肋片

14、临界热绝缘直径是指：

（A）

□A.管道热损失最大时的热绝缘直径；

□B.管道热损失最小时的热绝缘直径；

□C.管道完全没有热损失时的热绝缘直径；

□D.管道热阻最大时的热绝缘直径。

15、若已知对流传热系数为78W／（m2.K），则其单位面积对流传热热阻为多少？

（C）

□A.78W/（m·K）□B.1/78m·K/W

□C.1/78m2·K/W□D.78W／（m2·K）

16、单位时间通过单位面积的热量称为什么?

一般用什么符号表示?

（A）

□A.热流密度，q□B.热流密度，φ

□C.热流量，q□D.热流量，φ

17、当采用加肋片的方法增强传热时，最有效的办法是将肋片加在哪一侧?

（B）

□A.传热系数较大的一侧□B.传热系数较小的一侧

□C.流体温度较高的一侧□D.流体温度较低的一侧

18、导温系数的物理意义是什么?

（C）

□A.表明材料导热能力的强弱

□B.反映了材料的储热能力

□C.反映材料传播温度变化的能力

□D.表明导热系数大的材料一定是导温系数大的材料

19、常温下，下列物质中哪一种材料的导热系数较大?

（A）

□A.纯铜□B.碳钢□C.不锈钢□D.黄铜

20、温度梯度表示温度场内的某一点等温面上什么方向的温度变化率?

（B）

□A.切线方向□B.法线方向

□C.任意方向□D.温度降低方向

21、接触热阻的存在使相接触的两个导热壁面之间产生什么影响?

（A）

□A.出现温差□B.出现临界热流

□C.促进传热□D.没有影响

22、下述哪一点不是热力设备与冷冻设备加保温材料的目的?

（B）

□A.防止热量（或冷量）损失□B.提高热负荷

□C.防止烫伤（或冻伤）□D.保持流体温度

23、某热力管道采用两种导热系数不同的保温材料进行保温，为了达到较好的保温效果，应将哪种材料放在内层?

（B）

□A.导热系数较大的材料□B.导热系数较小的材料

□C.任选一种均可□D.无法确定

24、金属含有较多的杂质，则其导热系数将如何变化?

（B）

□A.变大□B.变小

□C.不变□D.可能变大，也可能变小

25、下列材料中，导热材料较差的材料是什么？

（D）

□A.铝合金□B.铸铁

□C.不锈钢□D.普通玻璃

26、物体之间发生热传导的动力是什么?

（B）

□A.温度场□B.温差

□C.等温面□D.微观粒子运动

27、下面哪种物质材料具有较大的导热系数?

（D）

□A.水□B.空气□C.水蒸气□D.冰块

28、通过大平壁导热时，大平壁内的温度分布规律是下述哪一种？

（A）

□A.直线□B.双曲线□C.抛物线□D.对数曲线

29、若已知某种气体的密度为0.617kg／m3，比热为1.122kJ／（kg·K），导热系数为0.0484W／（m.K），则其导温系数是多少?

（B）

□A.14.3m2／s□B.69.9×10-6m2／s

□C.0.0699m2／s□D.1.43×104m2／s

30、已知某一导热平壁的两侧壁面温差是30℃，材料的导热系数是22W／（m.K），通过的热流密度是300W／m2，则该平壁的壁厚是多少?

（C）

□A.220m□B.22m□C.2.2m□D.0.22m

31、第二类边界条件是什么?

（C）

□A.已知物体边界上的温度分布。

□B.已知物体表面与周围介质之间的传热情况。

□C.已知物体边界上的热流密度。

□D.已知物体边界上流体的温度与流速。

32、冬天用手分别触摸置于同一环境中的木块和铁块，感到铁块很凉，这是什么原因?

（D）

□A.因为铁块的温度比木块低

□B.因为铁块摸上去比木块硬

□C.因为铁块的导热系数比木块大

□D.因为铁块的导温系数比木块大

33、什么情况下圆筒壁导热可以按平壁处理?

（D）

□A.当其长度大于其外半径的10倍时

□B.当其长度是其壁厚的10倍时

□C.当其外径大于2倍的内径时

□D.当其外径大于其壁厚的4倍时

34、温度升高时，气体的导热系数一般随温度会发生怎样的变化?

（A）

□A.增大□B.减小□C.不变□D.可能增大也可能减小

35、一般情况下，对于材料的导热系数，下述哪种说法是错误的?

（D）

□A.合金小于纯金属□B.气体小于固体

□C.液体小于固体□D.导电体小于非导电体

36、下列那种情况内燃机汽缸温度场不会随时间发生变化？

（D）

□A.内燃机启动过程□B.内燃机停机

□C.内燃机变工况运行□D.内燃机定速运行

37、材料的导热能力与吸热能力之比称为（D）

□A.放热系数□B.传热系数□C.导热系数□D.导温系数

38、蒸汽管道的内外直径分别为68mm和100mm，导热系数λ1=63W/（m.℃），内表面温度为140℃。

今采用玻璃棉垫料保温，λ2=0.053W/（m.℃）。

若要求保温层外表面的温度不超过50℃，且蒸汽管道允许的热损失ql=50W/m，则玻璃棉垫料保温层的厚度至少为（C）

□A.41mm□B.54mm□C.91mm□D.104mm

39、导热体中不同温度的等温面将（B）

□A.互相相交□B.互不相交□C.互相相切□D.不定

40、材料的导温系数是材料和的比值。

（B）

□A.吸热能力/导热能力□B.导热能力/吸热能力

□C.比热容/导热系数□D.导热系数/比热容

二、多项选择题

1、下列几组共点力分别作用在一个物体上，有可能使物体匀速直线运动的是（ACD）

□A.7N，5N，3N□B.4N，10N，5N

□C.4N，12N，8N□D.9N，9N，9N

2、把一个力分解为两个力的时候（C）

□A.一个分力变大时，另一个分力一定会变小；

□B.两个分力不能同时变大；

□C.无论如何分解，两个分力不能同时小于这个力的一半；

□D.无论如何分解，两个分力不能同时大于这个力的2倍。

3、下面叙述中不正确的是（AC）

A.物体所受重力在向上运动时较小，向下运动时较大；

B.表面光滑的两物体相互作用，作用力一定与接触表面垂直；

C.具有规则几何形状的物体，重心必在几何中心；

D.拖拉机后轮的花纹很深是为了增大摩擦力。

4、如图所示，物体A、B相互接触，置于粗糙的水平面上，受推力F作用而匀速运动，则A物体（C）

□A.只受3个外力作用□B.只受4个外力作用

□

C.一定受5个外力作用□D.可能受4个或5个外力作用

5、油箱的作用：

（ABCD）

□A.储油□B.散热□C.沉淀杂质□D.逸出空气。

6、三位四通电液换向阀的液动滑阀为弹簧对中型，其先导电磁换向阀中位必须是（C）机能，而液动滑阀为液压对中型，其先导电磁换向阀中位必须是（D）机能。

□A.H型□B.M型□C.Y型□D.P型

7、对于双作用叶片泵，如果配油窗口的间距角小于两叶片间的夹角，会导致（A）；又（B），配油窗口的间距角不可能等于两叶片间的夹角，所以配油窗口的间距夹角必须大于等于两叶片间的夹角。

□A.由于加工安装误差，难以在工艺上实现；

□B.不能保证吸、压油腔之间的密封，使泵的容积效率太低；

□C.不能保证泵连续平稳的运动。

8、气体辐射有什么特点?

（ABC）

□A.不同气体有着不同的辐射及吸收特性，即只有部分气体具有辐射及吸收能力；

□B.具有辐射及吸收性气体对波长具有选择性，如CO2、H2O都各有三个光带─光谱不连续。

□C.辐射与吸收在整个容积中进行。

□D.以上三项都不是

9、下列哪几种传热过程不需要有物体的宏观运动?

（AC）

□A.导热□B.对流□C.辐射□D.复合传热

10、在稳态传热过程中，传热温差一定，如果希望系统传热量增大，则不能采用下述哪种手段?

（A）

□A.增大系统热阻□B.增大传热面积

□C.增大传热系数□D.增大对流传热系数

11、试判断下述几种传热过程中哪一种的传热系数最小?

（A）

□A.从气体到气体传热□B.从气体到水传热

□C.从油到水传热□D.从凝结水蒸气到水传热

12、下列各参数中，属于物性参数的是（BC）

□A.肋化系数□B.导热系数□C.导温系数□D.传热系数

13、换热器管内为被加热水；管外为烟气，水侧结垢后管壁温度将会如何改变？

或烟侧积灰后，管壁温度又将如何改变?

（C）

□A.增大，增大□B.减小，减小

□C.增大，减小□D.减小，增大

14、热量传递的基=基本方式为（ABC）

□A.热传导□B.热对流□C.热辐射□D.以上三项都不对

15、影响自然对流传热系数的主要因素有（ABCD）

□A.流动起因，流动速度□B.流体有无相变

□C.壁面的几何形状、大小和位置□D.流体的热物理性质

三、判断题

1、任意受压面上的平均压强等于该受压面形心处的压强。

（×）

2、水流总是从压强大的地方向压强小的地方流动。

（×）

3、水力粗糙管道是表示管道的边壁比较粗糙。

（×）

4、粘滞性是液体产生水头损失的内因。

（√）

5、同样条件下直接水击比间接水击更不安全。

（√）

6、流体质点只有质量没有大小。

（×）

7、温度升高液体的表面张力系数增大。

（×）

8、液滴内的压强比大气压小。

（×）

9、一般情况下当马赫数小于2/3时可以忽略气体的压缩性（×）

10、定常流动中，流体运动的加速度为零。

（×）

11、气体的粘性随温度的升高而增大。

（√）

12、牛顿流体的粘性切应力与速度梯度，即角变形速率成正比。

（√）

13、理想流体定常流动，流线与等势线重合。

（×）

14、应用总流伯努利方程解题时，两个断面间一定是缓变流，方程才成立。

（×）

15、雷诺数是表征重力与惯性力的比值。

（×）

16、静止的流体中任意一点的各个方向的压强值均相等。

（√）

17、大气层中的压强与密度、温度的变化有关而且受季节、气候等因素的影响。

（√）

18、压力体的体积表示一个数学积分，压力体内一定有流体。

（×）

19、恒定流一定是均匀流。

（×）

20、控制阀在工作时的实际流量，可以大于阀的额定流量。

（×）

21、控制阀的实际工作压力应小于或等于额定压力，一般不允许超过额定压力。

（√）

22、液压泵油压决定于外界负载。

（√）

23、雷诺数用来判断流体是层流还是紊流。

（√）

24、比例控制阀的被控制量与输入信号成比例连续变化。

（√）

25、密度与压力和温度有关，压力增加时，密度增大，温度增加时，密度减小。

（√）

26、由于压力为弹簧直接设定，直动式溢流阀一般当安全阀使用。

（√）

27、齿轮泵和叶片泵多用于中、低压系统，柱塞泵多用于高压系统（√）

三、简答题

1、描述热力学的状态参数有那些？

其中基本状态参数是哪三个？

单位分别是什么？

压力测量及计算中，环境压力、表压、真空度和测量压力的关系如何？

答：

描述热力学的状态参数有：

压力、温度、比体积、热力学能、焓和熵。

其中基本状态参数是：

压力、温度和比体积。

压力单位：

Pa帕斯卡，常用有：

兆帕、千帕。

温度单位：

K开尔文。

比体积单位：

m3/Kg。

关系：

绝对压力P=环境压力Pb+表压力Pe

绝对压力P=环境压力Pb-真空度Pv

2、热力学第一定律的实质是什么？

答：

热力学第一定律的实质是：

能量的守恒与转换。

热力学第一定是能量守恒与转换定律在热现象中的应用，确定了热力过程中热力系统与外界进行能量交换时，各种形态能量在数量上的守恒关系。

3、热力学第二定律的实质是什么？

答：

热力学第二定律就是描述热力过程进行方向、条件和规律，主要表征了热力过程的方向性。

4、试写理想气体的状态方程，并指出各个量的单位？

答：

理想气体的状态方程有：

1kg工质（实现热能和机械能相互转化的媒介物质称为工质）：

pv=RgT

mkg工质（实现热能和机械能相互转化的媒介物质称为工质）：

pV=mRgT

1mol气体：

pVm=RT

nmol气体:

PV=nRT

R---通用气体常数，R=8.314J/（mol.K）

Rg---气体常数，单位为焦耳每千克开尔文。

M---摩尔质量，单位为千克每摩尔。

Vm---摩尔体积，单位为立方米每摩尔。

5、湿空气加热、冷却及冷却除湿工程中，温度、相对湿度、含湿量如何变化？

答：

湿空气单纯地加热或冷却时，压力与含湿量均保持不变，加热过程温度升高，相对湿度减小；冷却过程温度降低，相对湿度增大。

而在冷却除湿过程中，温度下降，含湿量减小，相对湿度不变。

6、流体粘度的大小用什么参数度量，它的大小与哪些因素有关？

答：

动力粘度。

和流体的种类、温度、压强有关。

7、流体力学描述流体流动的基本方程有哪些？

答：

连续性方程、定常流动的动量方程、能量方程（伯努利方程）、粘性流体总流的伯努利方程。

8、流体流动的能量损失可分为哪两种？

答：

粘性阻力造成的沿途损失和由局部阻力造成的局部损失两部分。

9、用雷诺数的大小可把流体流动状态分为哪两类？

答：

层流和紊流。

在工程实际中，临界雷诺数Re=2000.当Re≦2000时，为层流；当Re＞2000为紊流

10、试分析室内暖气片的散热过程，各个环节有哪些热量传递方式？

以暖气片管内走热水为例。

答：

有以下换热环节及传热方式：

（1）、由热水到暖气片管道内壁，热传递方式为强制对流换热；

（2）、由暖气片管道内壁到外壁，热传递方式为固体导热；

（3）、由暖气片管道外壁到室内空气，热传递方式有自然对流换热和辐射换热。

四、计算题

1、弧形闸门，中心角

，宽度B=1m，如下图所示，水深H=4m，确定水作用于此闸门上的总压力P的大小和方向。

（10分）

解：

m;（1分）

（4分）；

（4分）；

总压力大小为80.99KN，

方向与竖直方向夹角75.5度。

2、一台逆流套管式换热器在下列条件下运行，传热系数保持不变，冷流体质流量0.125kg/s，定压比热为4200J/kg℃，入口温度40℃，出口温度95℃。

热流体质流量0.125kg/s，定压比热为2100J/kg℃，入口温度210℃，

（1）该换热器最大可能的传热量及效能分别是多少？

（2）若冷、热流体侧的对流换热系数及污垢热阻分别为2000W/m2℃、0.0004m2℃/W、120W/m2℃、0.0001m2℃/W，且可忽略管壁的导热热阻，试利用对数平均温差法确定该套管式换热器的换热面积。

解：

（1）确定换热器最大可能的传热量：

确定换热器的效能：

根据热平衡方程式确定热流体出口温度，即：

℃

确定换热器的面积：

对数平均温差：

℃，℃

℃

3、一蒸汽冷凝器，内侧为ts=110℃的干饱和蒸汽，汽化潜热r=2230，外侧为冷却水，进出口水温分别为30℃和80℃，已知内外侧换热系数分别为104，及3000，该冷凝器面积A=2m2，现为了强化传热在外侧加肋，肋壁面积为原面积的4倍，肋壁总效率η=0.9，若忽略冷凝器本身导热热阻，求单位时间冷凝蒸汽量。

解：

对数平均温差：

℃，℃

℃

传热系数

单位时间冷凝蒸汽量：