冶金傳輸原理課后答案

1、1、什么是連續(xù)介質，在流體力學中為什么要建立連續(xù)介質這一理 論模型？答：（1）連續(xù)介質是指質點毫無空隙的聚集在一起，完全充滿所占 空間的介質。（2）引入連續(xù)介質模型的必要性：把流體視為連續(xù)介質后，流 體運動中的物理量均可以看為空間和時間的連續(xù)函數(shù)，就可以利用數(shù)學中的連續(xù)函數(shù)分析方法來研究流體運動，實踐表明采用流體的連續(xù)介質模型，解決一般工程中的流體力學問題是可以滿足要求的。1- 9 一只某液體的密度為800kg/.,求它的重度及比重。解： 重度：y pg=800*9.8=7840kg/（m2）比重：pP 水=800/1000=0.8注：比重即相對密度。液體的相對密度指該液體的密度與一個大氣壓

2、下 4 C 水 的密度 （1000 kg/ ） 之 比 課本p4。1-11設煙氣在標準狀態(tài)下的密度為 1.3kg/m3，試計算當壓力不變溫 度分別為1000C和1200C時的密度和重度解：已知：t=0C時，-0=1.3kg/m3,且 降二則根據(jù)公式（1 + Pt）當t=1000 C 時，煙 氣的密度為P=13/(1 + 273 X 1000)kg/m3=0.28kg/m3煙氣的重度為Y = pg 二(0.28x9.8) kg/m3=2.274 kg/m3當t=1200 C 時，煙 氣的密度為p=13/(1 + 2Ti x 1200)33kg/m =0.24kg/m煙氣的重度為(0.24 x 9

3、.8) kg/m3=2.36kg/m316答： 絕對壓強：以絕對真空為起點計算的壓力，是流體的實際，真 實壓力，不隨大氣壓的變化而變化。表壓力：當被測流體的絕對壓力大于外界大氣壓力時， 用壓力表 進行測量。壓力表上的讀數(shù) （指示值）反映被測流體的絕對壓力比大 氣壓力高出的數(shù)值，稱為表壓力。既：表壓力 =絕對壓力 -大氣壓力真空度：當被測流體的絕對壓力小于外界大氣壓力時， 采用真空 表測量。真空表上的讀數(shù)反映被測流體的絕對壓力低于大氣壓力的差 值，稱為真空度。既：真空度 =丨絕對壓力-大氣壓力丨二大氣壓力- 絕對壓力1-81 物理大氣壓（ atm） = 760 mmHg = 10332 mmH2

4、O1 物理大氣壓（ atm） = 1.033 kgf/cm2 = 101325 Pa1mmH20 = 9.81 Pa 1-21已知某氣體管道內的絕對壓力為117kPa,若表壓為70kPa,那 么該處的絕對壓力是多少（已經(jīng)當?shù)卮髿鈮簽?98kPa）,若絕對壓力 為 68.5kPa 時其真空度又為多少？解：P絕=P表+P大氣=70kPa+98kPa=168kPaP真=-（P絕-P大氣）=-（68.5kPa-98kPa）=29.5kPa1、 氣體在什么條件下可作為不可壓縮流體？ 答：對于氣體，在 壓力變化不太大 （壓力變化 小于 10千帕）或 流速不太高（V70米/秒）條件下（如流速較低的通風道），

5、氣體壓縮程度很小，可忽略氣體密度變化而作為不可壓縮流體來處理。牛頓粘性定律的物理意義：F/A二-卩 dv/dy物理意義：流體的內摩擦力大小與流體的性質有關， 與流體速度梯度 和流體面積成正比。dv/dy是在與流動方向垂直的方向上單位速度的變化率A是流體層間接觸面積是動力粘度系數(shù)1-4什么是動力粘性系數(shù)和運動粘性系數(shù)，兩者的關系如何？答:動力粘性系數(shù)卩，表征了流體抵抗變形的能力，即流體粘性的大小，單位pa.s運動粘性系數(shù)v,粘度口與密度p的比值，它是個基本參數(shù)，是動量 擴散系數(shù)的一種度量，單位：川/s兩者的關系：v=卩/p 什么是粘性動量通量？答：粘性動量通量：有牛頓內摩擦定律，粘性切應力的單位

6、是N/m2 ,變形：kgm /2 kgm2r / m V/msss即單位時間通過單位體積的通量， 稱為動量通量。故粘性切應力可理解為粘性動量通量。F/Ad(uJd( uJdydyd（ Ux）為單位體積流體的動量在y方向上的動量梯度。粘性動量 dy通量與在y方向的動量濃度梯度成正比。負號表示動量通量方向和動量濃度梯度方向相反，即動量從高速到低速的方向傳輸，這和熱量從 高溫向低溫傳輸一樣P37,2-5從換熱器兩條管道輸送空氣至爐子的燃燒器，管道橫斷面 尺寸均為400mm0.10/1.578 1區(qū)6=120405.52300 所以管中流態(tài)為湍流。3-7.橫斷面積為2.5n 2.5m的井礦巷道中(已知

7、：井下溫度 t=20 C, 空氣n =0.15c m2/s),當空氣流速v=1m/S時，氣體處于什么流動 狀態(tài)？解：t t=20 C ;v=1m/s; n =0.15c m2/ s=1.5 10-5 m2/ s Re=vds /n 其中， ds=4A/SA=2.5 2.5=6.25m;S=2.5 4=10m ds=4 X 6.25 /10=2.5則：Re=vds /n =1 X2.5 /1.5 X 10-5 m2/s=1670002300管中流態(tài)為湍流3-10.設金屬光滑水管，直徑D=50mm ,流過水的溫度t=20C時的運 動黏度i=0.013*10-4m2/s,流過直線段長度 L=20m。

8、試計算水流量 qv1=0.3m3/h 和 qv2=1.2m3/h 時的摩擦阻損？解：(1)水流速和Re數(shù)U仁qv1/nD2/4)=0.3/(3.14*0.052)/4*3600=0.04m/sRe1=U1D/n=0.04*0.05/0.013*10-4=15384000， 湍流(2)管道摩擦阻力損失(設p=1000kg/m3)層流： h1 摩二 FL/D* pU12/2=64/Re1*20/0.05*1000/2*( 0.04 )2=13.3N/m2湍流：h2 摩二 FL/D* pU22/2=0.3164/Re2.25*20/0.05*1000/2* (0.16)2=182.84N/m23-1

9、2、計算下面兩管道的當量直徑 :(1) 橫截面邊長為 a 的正六邊形管道 ;(2)內、外直徑分別為 d1 和 d2 的同心圓環(huán)套管 .解:(1)由當量直徑的公式 de=4A/sA-導管或設備的流通截面積，S-被流體所浸潤的導管或設備的周長因為正六邊形的橫截面是由 6個正三角形組成,S六邊形=6*S三角形=6* a*$a*1/2二3* 一*F正六邊形橫截面管道周長 S=6a，de=（4*3* .和）/6a= a.（2）S同心圓二=叫匕-站）/4同心圓周長=K :d? h）同心圓環(huán)管道的當量直徑 de二肚口（血-卅）/4/次（血一山）=2+山第四章邊界層理論1、什么叫邊界層厚度？答：流速相當于主流

10、區(qū)速度的 0.99處到固定體壁面間的距離叫邊界 層厚度1簡述拉瓦爾噴管的原理。答：拉瓦爾噴管的前半部是一段由大變小向中間收縮的管道。收縮到一定程度之后又由小變大向外擴張。 這種管路可使氣流的速度因 噴管截面積的變化而變化，使氣流從亞音速到音速，直至加速到跨音 速。拉瓦爾噴管的原理：氣體以一定的初速度進入噴管的前半部 （收 縮段），在這一階段，氣體的運動遵循流體在管中運動時，截面小 處流速大，截面大處流速小的原理，因此氣流被不斷加速。當?shù)竭_ 喉部時，氣流流速已經(jīng)超過了音速。而跨音速的流體在運動時卻不再 遵循截面小處流速大，截面大處流速小的原理，而是恰恰相反， 截面越大，流速越快。所以氣流通過喉部

11、進入擴張段時， 氣流的速度 被進一步加速，最終起到增大氣流流速的作用。 什么是滯止狀態(tài)和臨界狀態(tài)？滯止狀態(tài)： 流動中某截面或某區(qū)域的速度等于零， 處于靜止或滯 止狀態(tài)，則此斷面上的參數(shù)稱為滯止參數(shù)，角標用 0 表示。臨界狀態(tài)：一元恒定等熵氣流某一截面上氣流速度當?shù)匾羲贂r， 該斷面上的參數(shù)稱為臨界參數(shù)，角標用 * 表示。1.什么是馬赫數(shù)？ 答：在可壓縮性氣體流動過程中常以當?shù)貤l件下的聲速作為標準來表示氣體流出的相對速度，該比值稱為馬赫數(shù)。用M或Ma定義式為：Ma二u u s式中 u 為可壓縮性氣體流出的實際速度( ms).u s 為相同條件下氣體介質的聲速( ms)1 等觴流動為什么看成絕熱可逆流動 答：當高速氣體通過一很短的噴管時，過程進行的時間很短，通過管 壁散失的熱量相對于流動的液體輸運的能量而言， 非常少，可以看作 是絕熱流體， 又因為摩擦影響很小， 可以近似地認為流動過程是可逆 的，因而流動很接近等熵流動。10-6外徑d=150mm的蒸汽管道要求散量不大于 465J/(ms)試確定 用珍珠巖磷酸鹽制品入=0.052+0.29X 10 - -3tW/(m -C)作保溫材 料包扎層的最小厚度。設蒸汽管外表溫度為400 C ,保溫層外殼250 Co-3解：入=0.052+0.29 X 1