材料工程基础（海螺）课程试卷B 考试形式 闭卷
一、填充题（每空1分，共20分）
1、通过流体连续介质模型，就可以利用__________的工具来研究确定流体的平衡与机械运动规律规律，但这对高空稀薄气体_________（填“适用”或
“不适用”）。
2、1 atm=_________mmHg=___________ mmH2O= _____________Pa。 3、1883年雷诺通过实验揭示出黏性流体流动有__________、__________两种
不同的流动状态，可通过__________来判别。
4、窑内相对压强为正时，窑内压强大于窑外压强，则窑内气体会从窑门、测
温测压孔等不严密处_____流动；窑内相对压强为负时，窑内压强小于窑外压强，则窑外的冷气体会从窑门、测温测压孔等不严密处_____流动。 5、传热的三种基本方式有 、 、 。
6、热导率的大小表征了材料的 能力。根据导热机理，水的气、液、
固三种状态中，_______态下的热导率最小。
7、克希霍夫定律表明，善于辐射的物体也善于 ，在同温度下，
黑体具有 的辐射力，实际物体的吸收率永远 1。
8、单位质量的燃料在完全燃烧后放出的热量称为燃料的发热量；根据燃烧产
物中水存在的状态不同，可以将燃料的发热量分为_______发热量与
_______发热量
二、选择题（每题2分，共20分）(将正确答案前的字母写在下表相应位置。) 1、流体的最基本特性是________。
A、膨胀性 B、连续性 C、流动性 D、压缩性 2、某一点相对压强________。
A、可能为正值、负值或零 B、只能为正值，不能为负
C、只能为负值，不能为正值或零 D、可能为正值、负值，不能为零 3、下列表达式中，属于实际流体总流的伯努利方程是_______。 A
、
B
、
C
、
D、
4、流体在圆管中的流动呈层流状态时，则其在管中的流速分布呈________。
* *
A、对数曲面 B、旋转抛物面 C、平面 D、半椭圆面 5、分散垂直气流法则适用于 。
A、阻力损失起主要作用的通道内 B、几何压头起主要作用的通道内
C、阻力损失等于几何压头的通道内 D、任何垂直分流通道。 6、热导率的单位是__________。
A、W/(m2.K) B、W/m2 C、W/(m·K) D、m2.K/W 7、常温下，下列材料中的热导率最大的__________。
A、银 B、纯铜 C、矿渣棉 D、硅藻土
8、公式Φ＝hA(tw-t∞)的名称是________。
A、傅里叶定律 B、热路欧姆定律 C、传热方程式 D、牛顿冷却公式 9、太阳与地球间的热量传递属于下述的______传热方式。
A、热辐射 B、热对流 C、导热 D、以上几种都不是 10、以下四类煤中，含碳量最高的是________。
A、褐煤 B、烟煤 C、无烟煤 D、泥煤
三、判断题（每题2分，共10分）(在序号前正确的打“√”，错误的打“×”) 1、航天飞机在高空稀薄的气体层中飞行，该气体层仍可视为连续介质流体× 2、绝对压强的值可正、可负或为零。×
3、离心式通风机启动时，应将进风口上的闸板关闭上，以便于启动。√
4、对于自然通风，多座窑合用一个烟囱，各窑的烟道应并联。烟囱设计时，抽力应取各窑阻力之和。×
5、在不涉及物质转移的情况下，热量从高温物体传递给相接触的低温物体的过程称为导热。√
6、流体与固体壁之间进行传热的方式，就是热对流方式，或称为对流传热。 7、一切物体只要其温度高于绝对零度，就会向外辐射能量。
8、传热过程必需在介质中进行，真空中是不会发生传热过程的。
9、根据燃料燃烧程度是否完全，燃料发热量可分为高位热值和低位热值。 10、为保证燃料完全燃烧，燃烧室或炉膛内的空气过剩系数越大越好。 四、简答题（每题4分，共20分）
1、如图所示，设容器两侧U型管内液体的重度为1，U型管开口处与大气相通；封闭容器内液体上方为气体，液体的重度为2，且1>2；。试比较同一水平面上的1、2、3、4、5各点压力的大小，并说明其理由。
* *
2、简述离心风机的工作原理。
答：由电机带动叶轮旋转，叶轮中的叶片迫使气体旋转，对气体做功，使其能量增加，气体在离心力的作用下，向叶轮四周甩出，通过涡型机壳将速度能转换成压力能，当叶轮内的气体排出后，叶轮内的压力低于进风管内压力，新的气体在压力差的作用下吸入叶轮，气体就连续不断的从泵内排出。
3、根据引起流体流动的原因对流换热分为哪两种？冬天，在相同的室外温度
条件下，为什么有风比无风时感到冷得多？
假定人体表面温度相同时，人体的散热在有风时相当于强制对流换热，而在无风时属于自然对流换热。
而空气的强制对流换热比自然对流强烈，因而在有风时人体带走的热量更多，所以感到更冷一些。
4、什么叫热辐射？热辐射的条件是什么？与导热、热对流相比，热辐射有哪
两个显著特点？
5、在工业窑炉中，影响燃料燃烧温度的因素有哪些？
五、计算题（共30分）
1、(本题8分)水箱右侧接出一根由两段不同的管径所组成的管道。已知d1=150mm、d2=75mm，l=50m，三个局部阻力系数依次是1=0.5、2=0.375(流速为v2)、3=1，两个管道的沿程阻力损失分别为1=0.03、
2=0.037。若管道的出口流速v2=2m/s，求：
(1)该管路的沿程阻力损失；
* *
(2)该管路的局部阻力损失；
(3)水位H。
2、标态下的烟气密度h,0=1.32kg/m3，空气密度a,0=1.293kg/m3。某窑炉内高3m，内部充满1000℃的热烟气，外界为20℃的冷空气，忽略气体运动速度的变化及能量损失，当零压面在窑底时，分别计算窑底、窑顶
截面上的静压头和几何压头为若干
3、（本题8分）由三层材料组成的加热炉炉墙。第一层耐火砖，第二层为硅
藻土绝热层，第三层为红砖。各层的厚度及热导率见下表： 耐火砖 240 1.04 硅藻土绝热层 50 0.15 红砖 115 0.63 厚度/mm 热导率/ [W/(m·℃)] 炉墙内侧耐火砖的表面温度为1000℃，炉墙外侧红砖的表面温度为50℃。
试计算：
(1)通过炉墙的导热热流密度 (2)硅藻土层的平均温度。
4、(本题8分)某隧道窑采用重油作燃料，其干燥无灰基组成如下：
Car Har Oar Nar Sar Aar
Mar
（质量％） 87.14 10.28 0.30 0.59 0.49 0.2 1.0
燃烧时的空气过剩系数=1.2，试求：
(1)该重油完全燃烧所需空气量； (2)生成实际烟气量。
* *
B材料105材料工程基础课程试卷 考试形式 闭卷
一、填空题(每空1分，共20分)
1、流体的__________是指在温度不变的情况下，流体的体积或密度随外界的压强
变化而变化的性质，通常用___________来表示，单位是_____________。 2、0.5atm=______________ mmH2O _____________Pa=___________mmHg。 3、实际流体流动的伯努利方程如下：
式中的动能修正系数，层流时取_________，湍流时__________。
4、流体流动过程中产生的能量损失根据与流体接触的固体边界的变化情况，可
分为___________________和_______________________。
5、离心式通风机的基本性能参数有：__________、__________、功率、效率与转
速。
7、导热的基本定律是____________，对流传热基本定律称为____________。 8、根据克希霍夫定律，凡吸收率大的物质，其辐射力也_____；黑体的黑度=_____，吸收率=________。
9、煤的工业分析项目包括________、灰分、挥发分与__________。
* *
10、规定发热量为__________kJ/kg的煤称为标准煤。 二、单项选择题(共20分，每题2分)
1、水的粘度随温度的升高而______；而空气的粘度随温度的升高而______。
A. 减小、减小 B. 增大、减小 C. 增大、增大
D. 减小、增大减小、减小
2、在静止液体中，质量力与等压面_______。
A.重合 B.平行 C.相交 D.正交。
3、某一点绝对压强________。
A.可能为正值、负值或零 B.只能为正值或零，但不能为负 C.只能为负值，不能为正值或零 D.可能为正值、负值，不能为零 4、流体在圆管中流动时的Re=1520，则其在管中的流速分布呈________。 A.旋转抛物面 B.对数曲面 C.平面 D.半椭圆面 5、局部阻力损失hm的计算公式如下_______。
A. B.
C.
D.
6、垂直分流法则适用于 。
A、阻力损失起主要作用的通道内； B、几何压头起主要作用的通道内 C、阻力损失等于几何压头的通道内； D、任何垂直分流通道。
7、依靠流体不同部分的相对位移，把热量由一处传递另一处的现象称为
_________。
A. 导热 B.热传递 C.热对流 D. 热辐射 8、下列物质热导率大小顺序正确的是：________。
A. 铜棒＞润滑油＞空气＞红砖 B. 铜棒＞润滑油＞红砖＞空气；
* *
C. 铜棒＞空气＞润滑油＞红砖 D. 铜棒＞红砖＞润滑油＞空气
9、对流传热系数的符号与单位分别是________。
A. 、W/(m2K) B. h、W/(m2K) C. 、W/(mK) D. h、W/(mK) 10、煤气中的H2S是_____________。
A.可燃，但有害 B.可燃，又无害 C.不可燃、有害 D.不可燃，无害
三、判断题(共10分，每题1分)(在序号前正确的打“√”，错误的打“×”)
1、所有流体在有相对运动时都要产生内摩擦力的属性称为流体的黏滞性。 2、根据能量守恒定律，任何流体在流动过程中，其机械能总是保持不变的。 3、恒定流时，缓变流过流断面上流体动压强的分布规律可近似地视为与流体
静压强分布规律相同。
4、恒定流时，用伯努利方程解题要注意列方程的两截面之间的各处过流断面
都必须是缓变流。
5、利用自然通风，多个窑并联合用一个烟囱，在设计其直径时，通过的风量
是取各窑中风量最大的。
6、流体与固体壁间进行对流传热时，层流的传热量要大于湍流的传热量。 7、一切物体只要其温度高于绝对零度，都会不断地进行热辐射。 8、物体间的传热只能通过介质来进行。
9、煤气在燃烧室中完全燃烧成烟气送入窑中，火焰的颜色略带蓝色或无色。
10、为保证重油的燃烧，燃烧室或炉膛内的温度不应低于重油的着火点。 四、简答题（每题4分，共20分）
1、流体流动有哪两种流动状态？各有什么特点？怎样判别流体流动的状态？ 2、影响烟囱抽力的因素有哪些？并说明是如何影响的。
3、根据引起流体流动的起因不同，对流传热分为哪两种？冬天，在相同的室外
温度条件下，为什么有风比无风时感到更冷些？
4、传热的基本方式有哪些？试分析窑炉内火焰通过炉墙与周围环境的传热过程，
各个环节有哪些热量传递方式？
5、提高窑炉燃料燃烧实际温度的途径有哪些？ 五、计算题（共30分）
1、(本题8分)水流经过虹吸管从河流流入水池，如图所示，管径d＝100mm，管全长l＝20 m，流量qV＝0.0284m3/s，沿程阻力系数为λ=0.02，局部阻力系
数为进口e =0.5，90o弯头 b =0.15，出口O=1.0。求：
* *
(1)该管路的局部阻力损失； 2)该管路的沿程阻力损失；
(3)河流水面至水池的液面垂直高差。
计算题1图 计算题2图
2、(本题6分)如图所示，倒置容器高1.6m，内部充满200℃的热空气，外界为20℃的冷空气，试分别计算1-1、2-2、3-3处的几何压头hg与静压头hs。 3、(本题8分)有一燃烧炉，炉壁由三种材料组成，如图所示，最内层是耐火砖，间保层，外为
筑砖。
炉壁层材料 厚度/mm 热导率耐火砖 150 1.06 保温层 310 0.15 建筑砖 240 0.69 中为温最层建
/[ W/(m℃)]
已知：炉内壁温度为tw1=1000℃，耐火砖与保温砖之间界面处的温度为
tw2=946℃。试求：
(1)单位面积的热损失q；
(2)保温砖与建筑砖之间界面处的温度； 3)建筑砖外侧的温度。
4、(本题8分)某隧道窑采用重油作燃料，其干燥无灰基组成如下：
* *
组成 质量分数/% Cdaf 88.2 Hdaf 10.4 Odaf 0.3 Ndaf 0.6 Sdaf 0.5 测得收到基灰分Aar=0.2%，水分Mar=1.0%。
试计算：(1)该重油的收到基组成；(2)若燃烧时的空气过剩系数=1.2，则燃烧
50kg这样的重油，实际需要空气量为多少？
解：(1) 重油的收到基组成
组成 质量分数/% 计算示例：
(2)理论需要空气量与实际需要空气量 (3)理论生成烟气量与实际生成烟气量 Car Har Oar Nar Sar Aar 0.2 Mar 1.0 材料工程基础(金属)课程大作业
一、选择题(每题2分，共20分) (在正确答案前序号上打“√”)
得 分 阅卷人 1、在研究流体运动时，按照是否考虑流体的粘性，可将流体分为：_____。
A、牛顿流体及非牛顿流体； B、可压缩流体与不可压缩流体； C、均质流体与非均质流体； D、理想流体与实际流体。 2、下列说法正确的是_____。
A、液体不能承受拉力，也不能承受压力。 B、液体不能承受拉力，但能承受压力。 C、液体能承受拉力，但不能承受压力。 D、液体能承受拉力，也能承受压力。 3、相对压强是指该点的绝对压强与 A、标准大气压
的差值。
B、当地大气压
* *
C、工程大气压 D、真空压强。
4、图示盛水封闭容器中，1、2、3在同一水平面上，则：_________。
A、p1>p2>p3 B、p1 A、从高处向低处流； B、从压强大处向压强小处流； C、从流速大的地方向流速小的地方流； D、从单位重量流体机械能高的地方向低的地方流。 6、实际流体在等直径管道中流动，在过流地面 上有1、2、3点，则有下列关 系_________。 A、 B、 C、 D、 * * 7、动能修正系数是反映过流断面上实际流速分布不均匀性的系数，流速分布_____，系数值_______，当流速分布_____时，则动能修正系数的值接近于____。 A、越不均匀；越小；均匀；1。 B、越不均匀；越小；均匀；零。 C、越均匀；越小；均匀；1。 D、越均匀；越小；均匀；零 8、雷诺数Re反映了_____的对比关系 A、粘滞力与重力 B、重力与惯性力 C、惯性力与粘滞力 D、粘滞力与动水压力 9、水力半径是指：________。 A、过水断面积除以湿周 C、过水断面积的平方根 B、过水断面积除以湿周的平方 D、湿周除以过水断面积 10、流体流动总流的贝努利方程是________。 A、 B、 C、 D、 二、填充题(每空1分，共20分) 得 分 律。 阅卷人 1、描述分子运动引起的传输现象的基本定律有__________、__________与费克定2、已知某液体的动力粘度=0.005Pa.s，则其重度=8330N/m3，则其密度为 ________，运动粘度为________。 3、作用于流体上的力就其产生的原因不同可分为________、_______两类。 4、帕斯卡原理是指_____________________________________。 * * 5、流体静力学基本方程 中根据它们的能量意义，z1、z2称为 又称为___________。 6、工程上表示流体静压强的常用单位有___________、___________与___________三种。 7、流场中流线分布的疏密程度反映了流场内流体流动的快慢程度。流线密集表 明此处_________；流线稀疏表明此处_________。 8、流体流动的状态分为_______、________两种，可通过________进行判断。 23、流体作湍流流动时，出现了_________现象，此时一切参数都是建立在 ____________的概念上。 三、问答题(每题5分，共20分) 得 分 阅卷人 ________， 称为________， 1、什么是“流体连续介质假设”？这个假设是否可行？为什么？进行“流体连 续介质假设”作用是什么? 2 、如图所示，容器内盛有两种不同的液体(1<2)， 则图中测压管内液体高度h与容器内两种液体高度h1、h2的关系是什么？ 说明理由。 3、流体流动有哪两种状态？各有什么特点？怎样判别流体流动的状态？ 4、根据莫迪图，简述沿程阻力系数的变化规律。 四、计算题(共40分) 得 分 阅卷人 * * 1、(本题8分)如图所示，一个边长为200mm，重量为1kN的正方体滑块在200斜面的油膜上匀速滑动，油膜厚度0.005mm，油的粘度=7×10-2Pa·s。设油 膜内速度为线性分布，试求滑块的平衡速度。 计算题1图 计算题2图 2、(本题 8分)U形水银压差计中，已知h1＝0.3m，h2＝0.2m，h3＝0.25m。 A点的相对压力为pA＝24.5kPa，酒精的比重为0.8，试求B点空气的相对压力。 3、(本题 8分)沿直径为200mm的管道输送润滑油，质量流量9000kg/h，润滑油的密度=900kg/m3，运动粘滞系数冬季为1.1×10-4m2/s，夏季为3.55× 10-5m2/s，试判断冬夏两季润滑油在管路中的流动状态。 4、(本题16分)如图所示，有一封闭有压力的水箱，水由其中流出，并沿着由三 个不同直径首尾相连的管道所 * * 组成的管路流到开口容器中，出口流量为0.020m3/s。H1=lm，H2=3m，管路直径依次为d1=1.2d3， d2=1.5d3，d3=50mm；三个管道的长度依次为l1=l3=1m，l2=0.8m。已知管路沿程阻力系数1=0.02， 2=0.018，3=0.022；局部阻力系数依次是1=0.5、2=0.09，3=0.28，4=1。 试求：(1)此管路各管段的流速；(2)此管路的沿程阻力损失；(3)此管路的局部阻 力损失；(4) 压力水箱水面上方的压强为若干? 材料工程基础(金属)课程大作业答案与评分标准 一、选择题(每题2分，共20分) 1、D 2、B 3、B 4、B 5、D 6、B 7、C 8、C 9、A 10、A 二、填充题(每空1分，共20分) 1、牛顿粘性定律、傅立叶定律 2、849kg/m3，5.889×10-6m2/s 3、质量力、表面力 4、液面压强在流体内部等值传递。 5、比位能、比压能、比势能 6、应力单位、液柱高度、大气压 7、流速快、流速慢 8、层流、湍流、雷诺数 23、脉动、时均参数 三、问答题(每题5分，共20分) 1、答：把真实流体看成一种假想的、由无限多流体质点所组成的稠密而无间隙 的连续介质。2' 这在实际中是可行的。因为流体所研究的是由大量分子组成的宏观流体的机械运动，即使假设是微小的流体质点，其体积相对于流动空间来说很小而可以忽 略不计。2' 利用连续介质模型，可以借助数学分析方法研究流体运动规律。1' 2、答：因为 1gh1+2gh2=2gh 2' 所以： 3' 3、答：层流：流体分层流动，互不混合；湍流：流体质点沿着流动方向前进， 而且不同流层间发生互相混杂、碰撞。 3' * * 差别方法：利用雷诺数来进行，Re>2320为湍流；Re<2320为层流。 2' 4、答：根据莫迪图，沿程阻力系数的变化规律如下： 可分成五个区域，各区的沿程阻力变化特性如下。 第1区——层流区，λ=f(Re)，λ=64/Re。 第2区——层流转变为紊流的过渡区，λ=f(Re)。 第3区——水力光滑管区，紊流状态，Re>3000,λ=f(Re)。 第4区——由“光滑管区”转向“粗糙管区”的紊流过渡区，λ=f(Re,Δ/d)。 第5区——水力粗糙管区或阻力平方区，λ=f(Δ/d)。水流处于发展完全的紊流状态，水流阻力与流速的平方成正比，故又称阻力平方区。 (以上每答上一点给1') 四、计算题(共40分) 1、(本题8分)解：G=1kN =0.005 =7×10-2Pa·s A=0.2m× 0.2m=0.04m2 1' 3' 2' 3' 2、(本题8分)解： 3、(本题8分) 解： * * Q=9000kg/h =900kg/m3 d=0.200m 冬=1.1×10-4m2/s 夏 =3.55×10-5m2/s 2' 在冬季，有： 所以，在冬季是层流 3' 在夏季，有： 所以，在夏季仍是层流 3' 4、(本题16分)解： (1)此管路各管段的流速 1' 1' (2)此管路的沿程阻力损失 1' (3)此管路的局部阻力损失 * * (4)压力水箱水面上方的压强 如图，列A-A、B-B间贝努利方程： 4' 1' 简化：pB=0 vA=vB=0 zA=H1=1m zB=H2=3m 2' 所以，有： 因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容