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836华南理工大学2018 年攻读硕士学位研究生入学考试试卷（试卷上做答无效， 请在答题纸上做答， 试后本卷必须与答题纸一同交回）科目名称： 流体力学与传热适用专业： 化工过程机械共 页一、名词解释（每题 5 分，共 30 分）1. 热边界层；2. 换热器效能；3. 接触热阻；4. 粘滞性；5. 流体局部能量损失；6. 流体连续介质假定。二、问答题（每题 10 分，共 40 分）1. 分别写出Re 、Fo 、Bi 、 Nu 、Pr 各准则的表达式，并阐述其物理意义。2. 某一架空敷设的电缆使用时发现绝缘层温度过高，为降温特剥去一层绝缘材料， 结果发现温度更高，试解释其原因。3. 流线的微分方程为dx dy dz 是怎么推导出来的？ vx vy vz4. 写出伯努利方程，解释各项的物理含义以及其适用条件。三、计算题（共 80 分）1. （ 10 分）水以 1.5 m/s 的速度流过内径为25 mm 的加热管。管的内壁温度保持 100， 水的进口温度为 15。若要使水的出口温度达到 85， 求单位管长的换热量。（已知：湍流时管内强制对流换热公式 Nu 0.023Re0.8 Pr0.4 ，水在 50时 =0.56610-6m2/s ，Pr =3.54， =0.648W/(m K)）2. （ 15 分） 一换热器，水以 0.4m/s 的速度在管内流动， 进口温度为 20， 被加热到 60。压力为 0.4736 105Pa 的饱和水蒸气在管外凝结，每小时的蒸汽量为 1000kg ， 蒸汽侧的凝结表面换热系数为 13740 W/(m2 K) ，换热管外径25mm，壁厚 1.5mm， 换热管为铜管，导热系数 =109 W/(m K)。试计算换热器所需的换热面积是多少？3. （ 15 分）用一个壳管式换热器来冷凝 40的饱和水蒸气， 其汽化潜热为2407kJ/kg， 要求每小时凝结 18kg 蒸汽， 进入换热器的冷却水温度为 25， 离开时的温度为 35，第 1 页设换热器的传热系数为 1800 W/(m2 K)，求：（1）对数平均温差；（2）所需的换热面积；（3）换热器的效能和传热单元数。4. （ 10 分） 给定拉格朗日流场： x ae (2 t/k) , y bet/ k , z cet/k ,其中 k 为常数。试判断： 是否稳态流动； 是否不可压缩流场； 是否有旋流动。5. （ 15 分） 如下图所示， 一水枪在距离地面 h=0.8m 的高度以 =40的仰角将水喷 射到 L=5m 远的地点。喷枪口直径 d=0.0125m，水的密度 =1000kg/m3。试确定喷口 处的质量流量。6. (15 分) 如下图所示，密度为 900 kg/m3 的某液体从敞口容器 A 经过内径为 40mm 的管路进入敞口容器B，两容器内的液面高度恒定，管路中有一调节阀，阀前管长65m， 阀后管长 25m （均包括全部局部阻力的当量长度， 进出口阻力忽略不计）。当阀门全 关闭时， 阀前后的压力表读数分别为 80kPa 和 40kPa。现将调节阀开至某一开度， 阀 门阻力的当量长度为 30m，直管摩擦系数 =0.0045。试求：管内的流量为多少 m3/h？阀门前后的压力表的读数分别为多少 kPa？若将阀门调至另一开度，且液面高度不再保持恒定（液面初始高度同上）， 试求两液面高度差降至 3m 时所需的时间。（两容器内径均为 5m，假定流动系统总能量损失 为 hf 15u2 ，重力加速度 g=9.81m/s2）。第 2 页
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