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 第 1 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x y zdx dy dzv v v是怎么推导出来的？ 4. 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 0 .8 0 .4N u 0 .0 2 3 R e P r ，水在 50时 =0.56610-6 m2/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 2 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： (2t/k)x ae , t/ky be , t/kz ce ,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 215fhu，重力加速度 g=9.81m/s2）。