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1、 第十六届人环奖试题一 流体力学部分（26分）1 在断面面积和形状沿不变的情况下，总流的总压，动压及静压分别如何变化？（3分）2 拉格朗日法与欧拉法的侧重点有何不同？（3分）3 在同样是冷射流的情况下，贴附射流与自由射流的轴心运动轨迹有何不同？（3分）4 在沿和损失与局部损失均相同的情况下，开式水循环系统与闭式水循环系统所耍的水泵扬程是否一样？（3分）5 已知过流面积想等的圆断面与方形断面，沿流长度相等，且都处于阻力平方区，何都的过流能力更大？（3分）6 已知理想流体的伯努力方程：，那么当总流中有能量输入及能量输出的情况下应该如何应用这个方和呢？（3分）7 牛顿内摩檫定律的适用条件是什么？这种
2、流体有何性质？以下流体中哪些属于这种流体：1，水；2润滑油；3血液；4盐溶液；5空气？（4分）8 从力学角度来看，流体与固体的区别是什么？液体与气体的区别是什么？当流体马赦数小于1的情况下，其什么物理性质可以忽略？（4分）二 工程热力学部分（25分）1比较工质三个温度的大小：干球温度，露点温度，湿球温度。（3分）2已知二元混合溶液中，组分A的沸点高于组分B的沸点，问哪种组分更容易挥发？（3分）3是否适用于气体的压缩过程？（3分）4混合气体的比热与哪些参数有关？（3分）5所体的摩尔体积与其性质有关吗？其数值取决于哪些参数？（3分）6（3分）7试分析：对饱和空气进行等温加压的过程中，其含湿量及其水
3、蒸气分压力如何变化？（7分）三 传热学部分（24分）1物体导温系数的意义是什么？其与温度波的衰减有何关系？其波动频率与温度波的衰减又有何关系？（3分）2热交换的推动力是什么？质交换的推动力是什么？（3分）3在换热过程中发生冷凝或蒸发的情况下对换热系数的大小有何影响？（3分）4冷凝过程中光滑管束第一排管子的传热系数与后面几排管子的传热系数的计算有何区别？（3分）5紊流边界层增长较层流边界层增长快还是慢？在层流情况下，传热系数的大小沿和如何变化？（3分）6在换热器中，增加水流量并不能有效增加其传热系数，是因为主要热阻在空气侧，那么加大水流量对提高换热量的大小没有作用，这种说法对吗？为什么？（4分）
4、7有两台换热器，在设计开始，一台考虑了污垢热阻，一台没有考虑污垢热阻，那么实际运行起来，在传温差相等的情况下，何都的换热量大？为什么？（5分）四 建筑环境学部分（25分）1 一空调房间有三面内内墙和一面外墙，内有一灯光热源，问将灯光投射到内墙跟将灯光投射到外墙相比，对室内冷负荷有没有影响？（5分）2 当人体皮肤没有完全被润湿时，在相同的较高温度下，当空气中的相对湿度较大时，人会感觉到更加热，是否因为湿度的增加使人体的散热量减少？为什么？（5分）3 有人认为由于白色外墙与黑色外墙相比能有效地养减少其吸收的太阳辐射量，那么白色内墙与黑色内墙相比其吸收的辐射量是否也会小？（5分）4 活塞的通风情况是
5、否比混合流的要好？试从排污效率的概念来解释这个问题。（5分）5 有一餐厅的噪音特别大，其屋内均采用硬质面装修，试解释为什么为有这种现象？并给出合理的建议以减少噪音（5分）2006年人环奖考试流体力学部分（25分）一基本概念题（每题3分，总分15分）1 从力学的角度看，（1）流体与固体的主要区别是什么？易流动性（2）液体与气体的主要区别是什么？压缩性（3）当气体速度小于音速的情况下，其什么物理性质可以忽略？压缩性.2 均质静止流体的等压面是水平面，非均质静止流体的等压面是水平面，等密度面是水平面。3 切应力=du/dy仅适用于什么流体？请给出两个例子。牛顿流体，如水、空气4 压强的国际单位为Pa
6、 ；当用水柱高度表示时，一个工程大气压等于10米水柱。5 两条长度相同，断面积相等的风道，一为圆形，一为方形，若二者沿程阻力损失相等，且均处于阻力平方区，则哪个风道的过流能力大？为什么？圆形风道过流能力大。因为在阻力平方区，阻力取决于流速。而方管的湿周比圆管大，所以沿程摩阻系数比圆管大，因此必定流速比圆管的低方能维持二者沿程阻力损失相同。冷却塔二 分析题（10分）图中给出的冷却水系统中，水泵的扬程应能够保证冷却水的循环。系统各段的高差在右图上已经给出。请问：(1) 水泵的扬程应如何确定？水泵的扬程等于h局部阻力沿程阻力；(2) 水泵启动后压力表P所测出的压力是升高、降低还是不变？降低(3) 水
7、泵运行中，阀门V开大后，压力表P所测压力是升高、降低还是不变？降低工程热力学部分（25分）一填空题（每空1.5分，总分15分）1 有两种状态的空气a和b，二者在湿空气焓湿图上的混合点落在a点和b点的连线上，混合质量比ma/mb与混合点距a点以及距b点的距离成 反比 关系。2 气体的摩尔容积与气体的 性质 无关，与气体 状态 有关。3 对于实际气体来说，只适用于计算 定压 过程焓的变化。4 二元溶液中，组分A和组分B的沸点不同，沸点较低的液体，具有 高 的挥发性，而沸点较高的液体，其挥发性必然 较低 。5 经过一个不可逆循环过程，工质熵的变化 =0 。6 卡诺循环的热效率仅取决于 同温热源和同温
8、冷源的温度 ，而与 工质 无关。二分析题（10分）对一密闭容器中的饱和湿空气进行等温加压，空气中的含湿量和水蒸气分压力将如何改变？请解释其原因。【答】由于空气的饱和水蒸气分压力Pab只跟温度有关，所以等温加压后的空气饱和水蒸气分压力应该仍然不变。但由于容器内空气（混合气体）的总压力增加，导致容器内的水蒸气组分承受的分压力增加，从而超过其饱和压力，必然导致空气中水分析出，以维持容器内饱和空气的水蒸气分压力水平不变，从而导致空气的含湿量降低，传热学部分（25分）一填空题（每空2分，总分6分）1. 流体掠过平板时，层流边界层厚度沿流动方向比紊流边界层增加得 慢 。层流边界层内的局部，平均对流换热系数
9、沿流动方向是逐渐 减少 的。2. 导温系数说明物体被加热或冷却时，物体内各部位温度 趋向均与一致 的能力。二简答题（总分9分）二简答题（总分9分）1. （3分）在给定加热和被加热流体的进、出口温度参数条件下，设计出两台单流程换热器，设计换热量相等，但是，设计人一台考虑了污垢热阻，一台没有考虑污垢热阻，请问实际运行中哪台换热量大，为什么？ 【答】考虑了污垢热阻的换热器换热量大，因为它的传热面积比较大，所以其换热量比较大。2. （6分）白瓷砖表面对一切热辐射都具有高反射率、低吸收率吗？太阳辐射下的白瓷砖是否可以看作是灰体？在什么条件下可以看作是灰体？【答】. (1) 不是。白瓷砖表面对可见光与近红
10、外线具有高反射率、低吸收率，但对长波红外线则具有低反射率、高吸收率。（2分）（2）在太阳辐射的主要波长范围内，白瓷砖的单色吸收率均随波长显著变化，因此不能看成是灰体。（2分）（3）只有在长波辐射条件下，白瓷砖的单色吸收率近似常数，可以看作是灰体。（2分）三分析题（10分）湿衬衣晾在某个干球温度为t、湿球温度为ts的环境内一段时间，衣服的表面将接近何种状态？如果有两个房间，室内空气相对湿度均恒为60，但一间房间内空气温度恒为30，另一间房间内空气温度恒为20，在哪间房间内晾衣服干得快？请利用以下湿空气焓湿图解释原因。【答】衣服表面接近湿球温度ts、相对湿度100。（4分）30的房间晾衣服干得快。
11、（2分）因为质交换的动力取决于浓度差，在30的环境中，衣服表面与空气含湿量差约为2.3g/kg；在20的环境中，衣服表面与空气含湿量差约为1.7g/kg。由于前者湿差大，质交换快，衣服也干得快。（4分）建筑环境学部分（25分）一简要回答以下问题（每题3分，总分15分）1高层塔式住宅楼的楼上单元通风好还是楼下的单元通风好？为什么？【答】由于室外风速沿垂直方向上有梯度，在边界层内距离地面越远风速越高，所以高层单元室外的风速要高于底层单元的室外风速，高层单元通风好。2 在房间里有4个风口，每个风口在室内造成的噪声级都是40dB。这个房间的总噪声级是多少？【答】两个相同噪声源叠加增加3dB，四个叠加增
12、加6dB，因此是46dB。3 空气湿度越高，人就一定会觉得越热，对不对？为什么？【答】在偏热环境下湿度越高越觉得热，但在偏冷环境下高湿度会使得服装变得潮湿，服装热阻降低，增加人的冷感。4 仅采用空气龄是不是就能评价室内各处的室内空气品质的优劣了？为什么？【答】不能。空气龄只能反映空气的新鲜度，不能反映其中污染物的浓度。而室内空气品质还与污染源的位置有关。5 冬季夜间把窗户上的金属外百叶卷帘放下来有助于降低采暖负荷吗？请说明原理。【答】能。因为金属外百叶卷帘本身以及和玻璃间的空气夹层不仅可以增加一定的传热热阻，而且更重要的是能够阻隔玻璃对天空的长波辐射散热。二分析题（10分）在某住宅楼同一层上建
13、筑设计与围护结构热工特性完全相同的两套单元房，一套窗户朝东，一套窗户朝西。夏季室内热环境哪个更好一些？为什么？【答】朝东的单元房夏季热环境要好些，因为下午室外气温比较高，同时朝西的单元获得的太阳辐射比较多，双重叠加的作用导致室内热过热或空调负荷过高。上午朝东的单元获得太阳辐射比较多，但此时的室温空气温度比较低，气温和太阳辐射的两个峰值错开了，所以室内热状况要比朝西的单元好。2008年人环奖试题（第16届）流体力学部分（25分）1在断面形状与面积都不变的管段内流动，流体的总压、静压和动压分别如何变化？原因是什么？ 2拉格朗日法与欧拉法在研究流体运动规律中的着眼点有何不同？3同样都是冷射流，贴附射
14、流（射流的上部有固体水平面）和自由射流的轴心轨迹有何区别？为什么？4开式水系统的闭合循环的水系统，在局部阻力、沿程阻力、流量、流速完全相同的情况下，驱动其流动所需的扬程是否相同?5两条长度相同、断面积相等的风道，一为圆形，一为方形。若两者沿程阻力损失相同，且处于阻力平方区，哪个风道的过流能力大？6伯努利方程P1/r+Z1+u1的平方/2g=P2/r+Z2+u2的平方/2g用于一维不可压缩流动，如果两断面之间有能量的输入和输出，应该怎么用这个方程？(方程即)7切应力公式 仅适用于何种流体？这种流体有何特性？请说明以下几种流体中哪几种满足这种要求？润滑油、水、血液、融化的蜡、空气、盐溶液。8从力学
15、的角度看，（1）流体与固体的主要区别是什么？（2）液体与气体的主要区别是什么？（3）在气体速度小于音速的情况下，其什么物理性质可以忽略？ 工程热力学部分（25分）1请给未饱和湿空气的几个温度按顺序排一下序：干球温度、湿球温度、露点温度。 2 是否适于适用于计算处于压缩过程中气体的焓变化？为什么？3二元溶液中，组分A的沸点高于组分B的沸点，请问哪种组分的挥发性较大？4过热蒸汽的比热与哪些参数有关？5有两种状态的空气a和b，二者在湿空气焓湿图上的混合点应落在什么位置？如果混合质量比为ma/mb，混合点距a点的距离与距b点的距离成是什么关系？6气体的摩尔容积与气体的性质有关吗？它取决于什么因素？7分析题：对一密闭刚性容器中的饱和湿空气进行等温加压，空气中的含湿量和水蒸汽分压力将如何变化？ 传热学部分（25分）1导温系数的大小对该物体内的温度波的衰减有何影响？波动频率的高低对温度波的衰
