材料加工冶金傳輸原理習(xí)題答案[吳樹(shù)森版](編輯修改稿)
2025-07-16 18:19 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 成速度梯度較大的穩(wěn)定邊界層，在邊界層之外的無(wú)粘性流區(qū)域逐漸減小，直至消失後，便形成了充分發(fā)展的流動(dòng)。當(dāng)流進(jìn)長(zhǎng)度不是很長(zhǎng)（l=)，Rex小於Recr時(shí)為充分發(fā)展的層流。隨著流進(jìn)尺寸的進(jìn)一步增加至l=2540d左右，使得Rex大於Recr時(shí)為充分發(fā)展的湍流3．常壓下溫度為30℃的空氣以10m/s的速度流過(guò)一光滑平板表面，設(shè)臨界雷諾數(shù)Recr=*105,？求出層流邊界層相應(yīng)點(diǎn)處的邊界層厚度解：由題意臨界雷諾數(shù)知對(duì)應(yīng)的厚度為x,則 4. 常壓下，20℃的空氣以10m/s的速度流過(guò)一平板，vx/v∞=0處的y，δ，vx，vy，及avx/y解： 故為層流邊界層 又由 而 則 由速度分佈與邊界層厚度的關(guān)係知： 再由 由布拉修斯解知 5．η=s、ρ=925Kg/m3的油，求出邊界層最大厚度、摩擦阻力係數(shù)及平板所受的阻力解：（1）由題意知：第七章 相似原理與量綱分析1. 用理想流體的伯努利方程式，以相似轉(zhuǎn)換法匯出Fr數(shù)和Eu數(shù)解： 理想流體的伯努利方程：實(shí)際系統(tǒng)： （1）模型系統(tǒng)： （2）做相似變換得 代入（2）式得上式的各項(xiàng)組合數(shù)群必須相等，即： 、所以，所以將上述相似變換代入上式得到弗勞德數(shù)和歐拉數(shù)得： 、3. 設(shè)圓管中粘性流動(dòng)的管壁切應(yīng)力τ與管徑d，粗糙度Δ，流體密度ρ，黏度η，流速有關(guān)ν，試用量綱分析法求出它們的關(guān)係式解法一：設(shè)有關(guān)物理量關(guān)係式為： ,其中量綱關(guān)係 →因此， ===解法二：由關(guān)係式知：選擇d，ρ ，V為基本物理量，則τ ，η ，⊿均可由它們表示，由此得到三個(gè)無(wú)量綱參數(shù)所以由此可得準(zhǔn)數(shù)方程：5．用孔板測(cè)流量。管路直徑為d，流體密度為ρ，運(yùn)動(dòng)粘性係數(shù)為ν，流體經(jīng)過(guò)孔板時(shí)的速度為v，孔板前後的壓力差為Δp。試用量綱分析法匯出流量Q的運(yùn)算式。解：物理量之間的關(guān)係選擇d，V為基本物理量，則，對(duì)，1=b 對(duì),1=C 對(duì)，0=a3b+c，對(duì)，1=y對(duì)，1=x3y+z對(duì), 2=z可得準(zhǔn)數(shù)方程所以，第八章 熱量傳遞的基本概念2．當(dāng)鑄件在砂型中冷卻凝固時(shí)，由於鑄件收縮導(dǎo)致鑄件表面與砂型間產(chǎn)生氣隙，氣隙中的空氣是停滯的，試問(wèn)通過(guò)氣隙有哪幾種基本的熱量傳遞方式？答：熱傳導(dǎo)、輻射。 注：無(wú)對(duì)流換熱3．在你所瞭解的導(dǎo)熱現(xiàn)象中，試列舉一維、多維溫度場(chǎng)實(shí)例。答：工程上許多的導(dǎo)熱現(xiàn)象，可以歸結(jié)為溫度僅沿一個(gè)方向變化，而且與時(shí)間無(wú)關(guān)的一維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱現(xiàn)象。 例，大平板、長(zhǎng)圓筒和球壁。此外還有半無(wú)限大物體，如鑄造時(shí)砂型的受熱升溫（砂型外側(cè)未被升溫波及）多維溫度場(chǎng)：有限長(zhǎng)度的圓柱體、平行六面體等，如鋼錠加熱，焊接厚平板時(shí)熱源傳熱過(guò)程。4．假設(shè)在兩小時(shí)內(nèi)，通過(guò)152mm152mm13mm（厚度）實(shí)驗(yàn)板傳導(dǎo)的熱量為 837J，實(shí)驗(yàn)板兩個(gè)平面的溫度分別為19℃和26℃，求實(shí)驗(yàn)板熱導(dǎo)率。解：由傅裡葉定律可知兩小時(shí)內(nèi)通過(guò)面積為152152mm2的平面的熱量為 873= 得 第九章 導(dǎo) 熱1. 對(duì)正在凝固的鑄件來(lái)說(shuō)，其凝固成固體部分的兩側(cè)分別為砂型（無(wú)氣隙）及固液分介面，試列出兩側(cè)的邊界條件。解：有砂型的一側(cè)熱流密度為 常數(shù)，故為第二類邊界條件， 即τ＞0時(shí)固液介面處的邊界溫度為常數(shù)， 故為第一類邊界條件，即 τ＞0時(shí)Τw=f(τ)注：實(shí)際鑄件凝固時(shí)有氣隙形成，邊界條件複雜，常採(cǎi)用第三類邊界條件3. 用一平底鍋燒開(kāi)水，鍋底已有厚度為3mm的水垢，其熱導(dǎo)率λ為1W/(m ℃)。已知與水相接觸的水垢層表面溫度為111 ℃。通過(guò)鍋底的熱流密度q為42400W/m2，試求金屬鍋底的最高溫度。解：熱量從金屬鍋底通過(guò)水垢向水傳導(dǎo)的過(guò)程可看成單層壁導(dǎo)熱，由公式（911）知111℃， 得 =℃ 4. 有一厚度為20mm的平面牆，(m℃)。為使?fàn)澋拿科椒矫谉釗p失不超過(guò)1500W， W/(m℃)的隔熱材料，已知複合壁兩側(cè)表面溫 度分佈750 ℃和55 ℃，試確定隔熱層的厚度。解：由多層壁平板導(dǎo)熱熱流密度計(jì)算公式（914）知每平方米牆的熱損失為 得 6. 沖天爐熱風(fēng)管道的內(nèi)/外直徑分別為160mm和170mm，管外覆蓋厚度為80mm的石棉隔熱層，管壁和石棉的熱導(dǎo)率分別為λ1=(m℃)，λ2=(m℃)。已知管道內(nèi)表面溫度為240 ℃ ，石棉層表面溫度為40 ℃ ，求每米長(zhǎng)管道的熱損失。解：由多層壁圓管道導(dǎo)熱熱流量公式（922）知 ,所以每米長(zhǎng)為7．解：查表已知8. 外徑為100mm的蒸汽管道覆蓋隔熱層采有密度為20Kg/m3的超細(xì)玻璃棉氈，已知蒸汽管外壁溫度為400℃，要求隔熱層外壁溫度不超過(guò)50℃，而每米長(zhǎng)管道散熱量小於163W，試確定隔熱層的厚度。解：已知 查附錄C知超細(xì)玻璃棉氈熱導(dǎo)率 由圓筒壁熱流量計(jì)算公式（920）知：得 而 得出 9. 解：UI 10.
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