发布时间 : 星期二 文章北京理工大学材料加工冶金传输原理期末试卷A-B试题及答案更新完毕开始阅读
5. 如果半无限厚、无限大平壁的温度分布可写作A(x,?)?t(x,?)?tft0?tft(x,?)?tft0?tf，有限
厚、无限大平板的温度分布可写作B(x,?)?t(r,?)?tft0?tf，无限长圆柱体的
温度分布可写作C(r,?)?，那么，一个半无限长圆柱体内的温
度分布式可写作 c 。 A. A×B B. B×C C. A×C D. A×B×C
6. 现有两种保温材料，要敷设在外径为0.025m的管道外层保温。已知保温
材料Ⅰ的导热系数?Ⅰ＝0.135 J/s?m?℃，保温材料Ⅱ的导热系数?Ⅱ＝0.090J/s?m?℃，保温层外表面与空气的对流给热系数h＝9 J/s?m2?℃。那么，不管敷设厚度如何，只要敷设， f 能对管道起到保温作用。 E. 保温材料Ⅰ F. 保温材料Ⅱ
G. 保温材料Ⅰ和Ⅱ两者都 H. 保温材料Ⅰ和Ⅱ两者都不
四、简答题（每题5分，共20分）
5. 纳维尔-斯托克斯方程和欧拉方程的应用条件各是什么？
N-S方程：不可压缩、物性守常、粘性流体 欧拉方程：无粘流体
6. 什么是速度边界层,边界层的提出有何意义?
指在靠近边壁处速度存在明显差异的一层流体，即从速度为零到0.99倍的地方称为速度边界层。提出后对于湍流流动可分为主流区（无粘流动）和边界层流动，据各自方程可求速度，使原本不可求的流动问题可解。
7. 在室内温度相同、穿着相同的条件下，为什么冬天的室内比夏天的室内让
人感觉更冷？
答：是因为人体与墙壁辐射换热的作用。室内气温相同、穿着相同的条件
下，人的体温大致相同。但冬天的墙壁温度要低于夏天的墙壁温度，冬天人体通过辐射换热传给墙壁的热量要比夏天的大，因此会使人感觉更冷 8. 分子扩散传质与传导传热的联系与区别：两者都是依靠物体之间相接触时
分子或原子（基本粒子）之间的热运动来实现的，在温度差和浓度差同时存在时，基本粒子之间的热运动可同时引起分子扩散传质和传导传热，这是他们之间的联系。区别是分子扩散传质要发生宏观物质位移，而传导传热则没有或可以忽略。因此温度对分子扩散传质和传导传热的影响是不同的。
五、计算题（每题10分，共30分）
1. 设静止液体中密度随深度h而增加，
dpdhp??kh??0式中k为常数，
?0为
上液面密度，试据运动方程推导液体中压强随深度变化规律。
??g??kh??0?g?0dp???kh?0h?0?gdh2p??p?g2kg2kg2?kh??0?
??02??kh??20?2??kh?2h?0?2. 用热电偶测量钢水的温度。已知钢水的温度为1650℃，热电偶插入钢水前
的温度为20℃。热电偶的接点可以看作是球形，直径d = 1mm，密度ρ=7900kg/m3，等压比热Cp=420 J/(kg℃)，导热系数λ=50 W/(m℃)。热电偶接点与钢水的对流换热系数h = 3000 W/(m2℃)。已知“薄材”的无量纲温
度计算公式为
??0??h?F?求热电偶测得钢水温度为1648℃时?exp???，???C?V?p??所需的时间。
解：首先判断热电偶是否为“薄材”。
Bi?h?r??3000?0.5?1050?3?0.03?0.1，满足“薄材”的条件，可以视为“薄
材”。
根据“薄材”的无量纲温度计算公式
??0?t?tft0?tf?h??V/F?a???exp?BiV?FoV????exp??2????V/F????h?F???exp???????C?V?p???可知
?????Cp?Vh?Flnt?tft0?tf
?3??7900?420?0.5?103000?3sln1648?165020?1650?0.1843?6.703?1.24
答：热电偶测得钢水温度为1648℃时所需的时间为1.24s。
3. 原始含炭量为0.10%碳的低碳钢工件在950℃温度下表面渗碳，这时碳在
钢中的平均扩散系数为D=3.0×10-11m2/s，若在渗碳气氛中使表面碳浓度ρw维持在1.5%，已知半无限厚平板分子扩散的浓度分布可表示为：
???w?0??wx???erf???2D???。求：经过5小时后距表面1.0mm深度处的碳浓
度。
erf(0.50)＝0.52050 erf(0.56)＝0.57162 erf(0.62)＝0.61941 erf(0.68)＝0.66378 erf(0.74)＝0.70468 解：依题意，有
?A??Ai?A0??Ai?A?1.50%erf(0.52)＝0.53790 erf(0.54)＝0.55494 erf(0.58)＝0.58792 erf(0.60)＝0.60386 erf(0.64)＝0.63459 erf(0.66)＝0.64938 erf(0.70)＝0.67780 erf(0.72)＝0.69143 erf(0.76)＝0.71754 erf(0.78)＝0.73001
??DA????x??erf??2?即：?????3?1.0?10?erf???110.10%?1.50%?5?3600?23.0?10?A?1.50%?(0.10%?1.50%)erf0.68
?1.50%?1.40%?0.66378?0.57%答：经过5小时后距表面1.0mm深度处的碳浓度为0.57%