2020 材料加工传输原理(太原理工大学) 最新满分章节测试答案
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本课程起止时间为:2020-04-10到2020-06-20
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【作业】第一篇 动量传输 第一篇 动量传输——作业
1、 问题:1、请解释连续介质的概念
评分规则: 【 从物理学的观点来看,流体是由运动着的分子组成的,且分子之间是有空隙的。因此,从微观方面来考虑流体问题时,需要从分子运动学说来研究。但我们所感兴趣的不是个别分子的微观运动,而是由大量分子组成的宏观流体。大量分子的统计平均特性就构成了宏观流体的特性,包括压力、速度、密度和粘度等。这些特性,都是大量分子的行为和作用的平均效果,均能从实验中直接测出,这样,我们就可以把流体视为充满其所占的空间,有大量的没有间隙存在的流体质点所组成;或者说把有空隙真实的流体,看成是有无限多个流体(或称为微团)所组成的稠密而无间隙的所谓连续介质,也就是假定流体具有连续性和稠密型。
】
2、 问题:2、请解释牛顿粘性定律与粘性动量通量
评分规则: 【 沿某一方向流动着的流体层内的粘性切应力与垂直与流动方向上的速度梯度成正比,即τ=-μdvx/dy,式中比例系数μ称为动力粘度。此即牛顿粘性定律。另外,考虑运动粘度v=μ/ρ,牛顿粘性定律亦可写成τ=-v d (ρvx)/dy,式中导数项变成了动量浓度梯度。根据通量与浓度梯度成正比的线性通量原理,可见粘性切应力实际就是动量传输通量。由于这种动量传输是由于流体粘性所引起的,所以称之为粘性动量同量,运动粘度也因而被称为动量扩散系数。
】
3、 问题:3、何谓不可压缩流体?
评分规则: 【 不可压缩流体是针对流体的物性而言的。密度不随压强变化的流体称为不可压缩流体。一般液体为不可压缩流体。气体因其密度随压强变化,必须按可压缩流体处理。
】
4、 问题:4、什么是三传现象?
评分规则: 【 物质或能量从非平衡态到平衡态转移的物理过程。动量传输:垂直于流体流动的方向上,动量由高速度区向低速度区的转移。热量传输:热量由高温度区向低温度区的转移。质量传输:物系中一个或几个组分由高浓度区向低浓度区的转移。
】
5、 问题:5、什么是理想流体? 什么是牛顿流体?
评分规则: 【 理想流体: 一种理想化的模型,无摩擦力,没有粘滞性,不可压缩的的流体,称为理想流体。牛顿流体: 应力(粘性力)与速度梯度关系完全符合牛顿粘性定律的流体称为牛顿型流体,也就是说,服从牛顿内摩擦定律的流体所有气体和多数液体都属于这一类。
】
6、 问题:6、什么是流线?什么是迹线?
评分规则: 【 流线:某时刻t 时,连接流场中各点流体微团运动方向的光滑曲线。根据流线的定义,在流线上每一点的切线方向与流经该点的流体微团的速度方向相同,或者说流线与流体微团的速度方向相切。 迹线:流体质点或微团运动的轨迹线。即:某一流体质点或微团在某段时间内的运动轨迹线。简言之,迹线是流体质点运动轨迹形成的一族曲线。
】
7、 问题:7、流体静力学基本方程的物理意义?
评分规则: 【 在静止的不可压缩、密度均匀的流体中,任意点的单位重量流体的总势能保持不变,或者说,静水头的连线是一条水平线。
】
8、 问题:8、层流概念?紊流概念?
评分规则: 【 层流概念: 流体沿管轴方向流动时,流束之间或流体层与层之间彼此不相混杂,质点没有径向的运动,都保持各自的流线运动。这种流动状态,称为 “层流运动”。紊流概念: 管中流速再稍增加,或有其它外部干扰振动,则有色液体将破裂、混杂成为一种紊乱状态。这种运动状态,称为 “紊流运动”。
】
9、 问题:9、伯努利方程的物理意义、几何意义?
评分规则: 【 伯努利方程的物理意义:单位质量的理想流体所携带的总能量在它流经的路程上的任何位置均保持不变(但动能,位能和压力能可以相互转换)。伯努利方程的几何意义:Z表示单位重量流体所具有的位能,又称位置水头。p\ρg表示单位重量流体所具有的压能,又称压力水头。Z+p\ρg表示单位重量流体所具有的势能,又称静水头或测压管水头。(此时压力P取相对压力)。V*2/2g表示单位重量流体所具有的动能,又称速度水头。
】
10、 问题:10、论述流体流动能量损失的两种形式?
评分规则: 【 1、沿程能量损失:流体克服沿程阻力而作功,所引起的能量损失,称为沿程能量损失。单位重量流体的沿程能量损失称为沿程水头损失,用hf表示。沿程阻力是指:在均匀流动中,流体所受到的阻力只有沿程不变的摩擦阻力,称为沿程阻力。2、局部能量损失:流体克服局部阻力作功,而引起的能量损失,称为局部能量损失。单位重量流体的局部能量损失称为局部水头损失,用hj表示。局部阻力是指:液流因固体边界急剧改变而引起的阻力称为局部阻力。局部能量损失产生原因:1、流速重新分布;2、产生漩涡。
】
11、 问题:11、紊流研究中为什么要引入时均概念?紊流时,恒定流与非恒定流如何定义?
评分规则: 【 把紊流运动要素时均化后,紊流运动就简化为没有脉动的时均流动,可对时均流动和脉动分别加以研究。紊流中只要时均化的要素不随时间变化而变化的流动,就称为恒定流。
】
12、 问题:12、流体流经过泵或风机时,共包括那些损失?
评分规则: 【 (1)水力损失:水力损失亦称流动损失,是理论扬程与实际扬程的差值。是实际压力有所降低,它包括三个方面。a由于实际叶轮叶片数目不是无限多,液体不是严格按叶片的轨道流动,有环流出现,而生产涡流损失;b阻力损失;c冲击损失。(2)容积损失:减少流量,容积损失是由流量泄漏所造成的流量损失。(3)机械损失:机械损失是由于轴承、密封材料以及叶轮两侧的磨损造成的损失。
】
13、 问题:13、举出研究传输原理常用到哪些流体力学模型?
评分规则: 【 1、连续介质模型2、粘性流体模型和理想流体模型3、可压缩流体模型和不可压缩性流体模型4、非定常流动(非稳定流动)与定常流动(稳定流动)模型5、有旋流动与无旋流动模型
】
14、 问题:14、紊流中为什么存在粘性底层?其厚度与哪些因素有关?其厚度对紊流分析有何意义?
评分规则: 【 1、在管壁处,因液体质点受到壁面的限制,不能产生横向运动,没有混掺现象,流速梯度du/dy很大,粘滞切应力τ=η×(du/dy)仍然起主要作用。2、粘性底层厚度与雷诺数、质点混掺能力有关。3、随Re的增大,厚度减小。粘性底层很薄,但对能量损失有极大的影响。
】
第一篇 动量传输 第一单元测验
1、 问题:1、流体连续介质模型意味着( )
选项:
A:流体分子之间的间隙很小
B:描述流体运动的物理参数是连续函数
C:流体是不可压缩的
D:流体的物性是不变的
答案: 【描述流体运动的物理参数是连续函数】
2、 问题:2、粘度很大的流体在内径很小的管内作低速流动时,易出现( )流动。
选项:
A:层流
B:湍流
C:定常流动
D:非定常流动
答案: 【层流】
3、 问题:3题、雷诺准则反映了
选项:
A:流体运动时所受惯性力和粘性力的相对大小
B:流体的速度分布与温度分布这两者之间的内在联系
C:对流换热强度的准则
D:浮升力与粘滞力的相对大小
答案: 【流体运动时所受惯性力和粘性力的相对大小】
4、 问题:4、对于圆管(满流),临界雷诺数Re大约为( )
选项:
A:2200
B:20
C:200
D:2800
答案: 【2200】
5、 问题:5、材料加工传输原理主要解决金属在热态成形过程中经常遇到的 ( )的基本原理和实际应用问题。
选项:
A: 热量传输
B:质量传输
C:动量传输
D:三传现象
答案: 【三传现象】
6、 问题:6、研究动量传输、热量传输、质量传输的三门学科分别为:( )、( )、( )。
选项:
A: 流体力学
B:传热学
C:传质学
D:物理化学
答案: 【 流体力学;
传热学;
传质学】
7、 问题:7、流体流动应当服从一般的守恒原理有: ( )、( )和( )。从这些守恒原理可以得到有关运动参数的变化规律。
选项:
A:质量守恒
B:动能守恒
C:动量守恒
D:能量守恒
答案: 【质量守恒;
动量守恒;
能量守恒】
8、 问题:8、作用在流体上的力包括两大类 :()和()。
选项:
A:质量力(体积力)
B:摩擦力
C:离心力
D:表面力
答案: 【质量力(体积力);
表面力】
9、 问题:9、对于流体的流动,通常有两种不同的考察方法。一种是()法。另一种方法称为()法。
选项:
A:拉格朗日/即质点法
B:牛顿法/即质点法
C:欧拉/即空间点法
D:傅里叶法/即空间点法
答案: 【拉格朗日/即质点法;
欧拉/即空间点法】
10、 问题:10、紊流条件下的温度边界层分为三个区域: ( ),( ),( )。
选项:
A:过渡区
B:时均区
C:层流底层区
D:紊流区
答案: 【过渡区;
层流底层区;
紊流区】
11、 问题:16、对于稳定流,流线形状不随时间而变化,流线与迹线相重合。( )
选项:
A:正确
B:错误
答案: 【正确】
12、 问题:17、粘性的物理本质是分子间的引力和分子的运动与碰撞。( )
选项:
A:正确
B:错误
答案: 【正确】
13、 问题:18、流体质点流动时惯性力和所受粘性力同时存在,粘性力大,呈现紊流,惯性力大呈现层流。( )
选项:
A:正确
B:错误
答案: 【错误】
14、 问题:19、牛顿型流体的流动特性曲线是一条直线,斜率为该液体的粘度。( )
选项:
A:正确
B:错误
答案: 【正确】
15、 问题:20、流体流经密闭圆形管道时,管道轴心处的流速最小。( )
选项:
A:正确
B:错误
答案: 【错误】
16、 问题:11、影响离心泵正常工作的常见的问题有汽蚀现象、( )两种。
答案: 【(以下答案任选其一都对)气缚;
气缚现象】
17、 问题:12、动量传输通常以两种方式进行:对流传输和 ( )。
答案: 【(以下答案任选其一都对)粘性传输;
本文章不含期末不含主观题!!
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