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836 华南理工大 学 2017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 第 1 页 一 名词解释（每小题 5分，共 5题，共 25分） 1. 换热器 效能 2. 表面传热系数 3. 污垢系数 4. 沿程损失 5. 动力相似 二 简答题（每小题 10分，共 6题，共 60 分） 1. 雷诺 数的力学意义是什么？为什么它能判别流态？ 2. 不同流区沿程阻力系数 的影响因素是什么 ？ 3. 增强传热的原则是什么 ？ 4. 请简述换热器采用效能 传热单元数法进行设计计算时的基本步骤。 5. 在计算换热器平均传热温差时 ， 针对逆流换热器和顺流换热器有着什么样的区别 ？ 6. 流体粘度均随温度的升高而降低吗 ？ 为什么 ？ 三 计算题（ 5题，共 65分） 1. 如图 1所示，水平放置的内径 d1 =10.0cm的管与内径 d2=5.0cm的管光滑地连接在一起，内径 d1 的管内空气以流量 4.71 m3/min 流动，连接部内径 d1 侧压力 p1 =2.0 atm。试求连接 管内径 d2 侧的流速和压力。忽略摩擦损失，空气密度为 1.23kg/m3。 （ 10分） 图 1 不同管径的管内流速 第 2 页 2. 已知二维平面流动的流速分布为 ： u 4 6x y x t， yu 6 9y x t。 试回答以下问题 ： 当 t=2 时 ， 流场中的点 （ 2,4） 处的加速度 ； 判别流动是否是定常流动 ？是否是均匀流 ？（ 10 分） 3. 已知船舶模型的长度比例尺 lk 40 ， 当模型在水槽中以 1.2m/s的速度运动时，测得其所受阻力为 0.02N。试求原型船舶航行速度和所受到的阻力。（ 10分） 4. 流量为 3.783 kg/s的水在一个壳管式换热器中从 37.78 oC加热到 54.44 oC,。另外 一股水作为加热流体从壳侧单程流动，它的流量 1.892 kg/s，进入换热器的温度为 93.33 oC。总的传热系数为 1419 w/m2 oC， 在 1.905 cm直径的管内，水的平均流速为 0.366 m/s。因为空间的限制，管长不能 大于 2.438 m。为了满足这个条件，试计算所需要的管程数，每个管程的管子数及管长。（ 15分） 图 2 壳侧单程 、 管侧 2、 4或任意多程的列管式换热器的修正因子曲线 5. 一 肋 片 管式余热换热器，废弃进口 t1=300 oC，出口 t”1=100 oC; 水由 t2=35 oC 加热升到 t”2=125 oC， 水的质流量 M2=1kg/s。废气比热容 c1 =1000J/(kg K)，一 肋 片侧面积为基准的传热系数 k = 100 W/(m2 K)。试用 LMTD法以及 -NTU法确定 肋 片侧的传热面积。 （水的温度为 80 oC时 , 比热容 c =4195J/(kg K)） (20分 ) 第 3 页 图 3 两侧流体均不混合 t 图 4 一次交叉流体（两种流体不混合） =f(NTU, Cmin/Cmax)
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