冶金傳輸原理吳鏗編動(dòng)量傳輸部分習(xí)題參考答案

第一章習(xí)題參考答案（僅限參考）1.d 2.c3.a（題目改成單位質(zhì)量力的國(guó)際單位） 4.b 5.b6.a 7.c 8.ac（不能承受拉力） 10.a 11.d 12.b（d為表現(xiàn)形式）13?解：由體積壓縮系數(shù)的定義，可得：14?解：由牛頓內(nèi)摩擦定律可知，式中 A=燈dl由此得dvx vF-'A—'：dl:8.57Ndy 61.a 2.c3.b4.c5?解:P廠Pa'油ghi 、水gh^「汞gh Pa（測(cè)壓計(jì)中汞柱上方為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，若為真空結(jié)果為 1.16m）6?解：（測(cè)壓管中上方都為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓）Pi二Pa '油gh3-h二'水gh2-hi Pa3p=833kg/mPi二Pa '油g屁_0二jgh?_h Pah3=1.8m.7?解：設(shè)水的液面下降速度為為dzv,v=-—dt單位時(shí)間內(nèi)由液面下降引起的質(zhì)量減少量為： v：：—d4解得：t1 解得：t1 沢d20.2741 42^-42)=1518s則有等式：.2「dv V2，代入各式得:4知號(hào)心沁整理得:解：5=p° ?gh1.b 2.c3.c4.c5?答：拉格朗日法即流體質(zhì)點(diǎn)法必須首先找出函數(shù)關(guān)系 x（a,b,c,t）,y（a,b,c,t）,z（a,b,c,t）,p（a,b,c,t）等。實(shí)際上就是要跟蹤每一個(gè)流體質(zhì)點(diǎn)，可見這個(gè)方法在方程的建立和數(shù)學(xué)處理上將是十分困難的。因而除研究波浪運(yùn)動(dòng)等個(gè)別情況外很少采用。實(shí)際上，在大多數(shù)的工程實(shí)際問(wèn)題中，通常并不需要知道每個(gè)流體質(zhì)點(diǎn)至始至終的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，而只需要知道流體質(zhì)點(diǎn)在通過(guò)空間任意固定點(diǎn)時(shí)運(yùn)動(dòng)要素隨時(shí)間變化狀況，以及某一時(shí)刻流場(chǎng)中各空間固定點(diǎn)上流體質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)要素， 然后就可以用數(shù)學(xué)方法對(duì)整個(gè)流場(chǎng)進(jìn)行求解計(jì)算。6?答：流體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，若每一空間點(diǎn)的物理量（運(yùn)動(dòng)參數(shù)）不隨時(shí)間改變，則稱為恒定流動(dòng)（又稱定常流動(dòng)），否則稱為非恒定流動(dòng)（又稱非定常流動(dòng)）流體質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡稱為跡線。流線是速度場(chǎng)的矢量線，是某瞬時(shí)在流場(chǎng)中所作的一條空間曲線。7?解：(1)Re=Vmd 200j.0=21052300，湍流v1X10Re=VRe=Vmdv0.215010’Z52810=107.1：：2300，層流8.答：v=Q/A，斷面平均流速是一種假想的流速，即過(guò)斷面上每一點(diǎn)的平均流速都相同。斷面平均流速的概念十分重要，它將使我們的研究和計(jì)算大為簡(jiǎn)化。答：不正確。均勻流是相對(duì)于空間分布而言，恒定流是相對(duì)于時(shí)間而言。均勻流的不同時(shí)刻的速度可以不同，也可以相同。恒定流的不同空間點(diǎn)上的速度可以不同，也可以相同。當(dāng)流量不變時(shí)，通過(guò)一變直徑管道，顯然是恒定流，但不是均勻流。解：根據(jù)歐拉法中速度的定義：Vx(x,y,z,t)=—Vx(x,y,z,t)=—ct』Vy(x,y,z,t)=2得：ctVz(x,y,z,t右邊第一個(gè)式子，兩邊對(duì)*kiX=dy

dtdz

dtt求導(dǎo)，聯(lián)合第二個(gè)式子可得:dx2席飛“0，解這個(gè)常微分方程得:將x帶入原方程得：y=qsi門（環(huán)）-gcos^t）， k2tc3再根據(jù)初始條件，得：G=a,q--b,c3=c于是得到拉格朗日法表示為:解：根據(jù)隨體導(dǎo)數(shù)定義:將速度代入隨體導(dǎo)數(shù)中，得:代入點(diǎn)（1,2,3）得：1.錯(cuò)、錯(cuò)、錯(cuò) 2.a3.c4?解：根據(jù)平面不可壓縮流體連續(xù)性的性質(zhì)：（1） Z昱=0；連續(xù)TOC\o"1-5"\h\zex cz（2） 理昱=10=1;不連續(xù)x :z（3） 仝?皂=2x?1;當(dāng)x=0.5時(shí)連續(xù)，其他情況不連續(xù)X :Z5?解：同題4,――=Aycos（xy）（1） <$ ；當(dāng)x=y時(shí)，連續(xù)；其他情況不連續(xù)CVyAxcos（xy）0A =— &y（2） ;連續(xù)|弘A：：y y解：應(yīng)用伯努利方程：解得v=p一p'）=20.98m/s流量Q=13.14d2v=2.3710；m3/s4解：根據(jù)流體靜力學(xué)知識(shí)得到以下關(guān)系式：根據(jù)左右兩管水的體積相等，有：d2得：2h，代入可解得：2D2解：選取圓柱坐標(biāo)系，假設(shè)流動(dòng)是沿z軸方向進(jìn)行，且為充分發(fā)展的層流流動(dòng)。根據(jù)已知條件可知，流動(dòng)是軸對(duì)稱，B方向可不考慮，僅z方向有流動(dòng)。由連續(xù)性方程、穩(wěn)定流動(dòng)，忽略質(zhì)量力，則有：gu.:z=0；ggu.:z=0；g2uc9=0；.:t化簡(jiǎn)得:(r-:r/z(rco-(r-:r/z(rco-:r7=常數(shù).'z進(jìn)行第一次積分，并將邊界條件r=0處，代入，算得積分常數(shù)C1;再進(jìn)行第次積分，并將r=R處，uz=0代入，算得出C2。最后得到：式中r為管截面上速度為uz處到管中心的距離，R為圓管半徑。顯然其速度分布呈拋物線形。下面很容易推導(dǎo)出uz與uzmax的關(guān)系為：解：列1-2處的伯努力方程：（以2處為0基點(diǎn)），用相對(duì)壓強(qiáng)計(jì)算：由于水槽的直徑比虹吸管的直徑大很多，那么就可以近似設(shè) vi等于0。代入可得v2^.;2gh2-8.86m/s流量Q=流量Q=v2d^43.14=：：；顧d-3.14=6.2610Jm3/s同理列2-3處的伯努利方程（P2為什么為0）:（以2處為0基點(diǎn)）根據(jù)質(zhì)量守恒：3處和2處的速度滿足：^ck2 ，得 =2.215m/s4 4 4代入得：負(fù)號(hào)表示C處的壓強(qiáng)低于一個(gè)大氣壓，處于真空狀態(tài)。正是由于這一真空，才可將水箱中的水吸起。用絕對(duì)壓強(qiáng)表示：101325-22024.3=79300.7Pa.

1.a 2.b3.d4.c5.dLPVm6.解："d2TOC\o"1-5"\h\z、64 64假設(shè)雷諾數(shù)小于23°°,有心礦不，代入上式得:\o"CurrentDocument"2d2也p2沃0.152漢0.965如06 ,\o"CurrentDocument"則論_64L「 64410，9201000 .山Svd184匯015Re二-= 二690：：：2300，符合假設(shè)v 4"0另一種簡(jiǎn)單計(jì)算方法：假設(shè)雷諾數(shù)小于2300,有vd184x015Re=二 二690：：：2300，符合假設(shè)v 4"04Q4疋0037?解：Vm=7=3^!T0.425ms8?解:=1.02ms4Q_ 48?解:=1.02ms2~2■d2 3.140.2520.0013二0.0052；杳莫迪圖得乙0.031d0.259.解：Vm4Q■d20.3294-2603.140.052=9.解：Vm4Q■d20.3294-2603.140.052=1.4m.ssvm2「 700、C+扎一2.9江3+0.02漢——i< d丿2g< 0.15丿10.解：八h=1.132 …漢 =6.64m2匯9.81Vmd' 0.250.3051.2311.解:ReM1.7810°二526910512.解:4Q二d2,120000460603.14d2解得解得d=1.3m0.00050.000385；杳莫迪圖得心0.0155d1.317500413?解：Vm0.00050.000385；杳莫迪圖得心0.0155d1.317500413?解：Vm= 2 60 60^=11.9msnd3.14x0.72 'f0.2（1） 0.000278；杳莫迪圖得店0.0147d720（2） 2 0.00278；杳莫迪圖得心0.0265d720第六章習(xí)題參考答案（僅限參考）1?解：Rex X=V1731510^2?解：Rex亠=V30.17x1510^3?解:Re_7cr=50R%-=3.4106*CfT=310610-CfLRex。廠7620（若查表，則A*=8700）（查附錄1,4?解：Rq對(duì)應(yīng)的p=1.205kg/m3）丄=379.6?解：由于—-0.5<0.528，所以應(yīng)為超聲速流動(dòng)，但收縮噴管出口噴速最大只能達(dá)到Po聲速，即Ma=1。直接根據(jù)書中公式（7-39），（本題根據(jù)查附錄得到數(shù)據(jù)也能計(jì)算）.解：a=jkRT=340m/s3.解：T=T298-0.0065z=233Ka=kRT=306m/s,v=250m/s4.解：a=kRT=374m/s查附錄得，0.976T05.解：由Ma=0.8，查附錄5可知:■Pe:0.656,Te:0.887P0 T°6.解：広=0.866 0.528，故為亞聲速流動(dòng)，所以:P0（也可根據(jù)查附錄得到數(shù)據(jù)計(jì)算）若為收縮噴管，取Ma=1直接根據(jù)書中公式（7-36）若為拉瓦爾噴管，查表得Ma=1.15,E：、0.791T07.解：直=0.0909::0.528,超聲速流，且為拉瓦爾噴管，查附錄5可知:P0TOC\o"1-5"\h\zP T AMae=2.20，」 0.184，e:0.508， 2.00e ，J ，T0 ，A*de=52mm，d*=37mm8.解：由Mae=2，查附錄5可知:■Pe0.128，匸:0.556，— 1.69p0 T0 A*Ae=Uv=0.020m2,A Ae 0.118m2e 1.699.解：PB=0.103：：：0.528，查附錄5可知:PoMa”，亍0.195,片0.520第八章參考習(xí)題答案（僅限參考）1.d 2.d3.d4.d5.c6.答：幾何相似：如果兩個(gè)物體各點(diǎn)之間存在一個(gè) 對(duì)應(yīng)，使得對(duì)應(yīng)點(diǎn)之間距離之比對(duì)所有可能的點(diǎn)都為C,則稱為兩物體幾何相似。運(yùn)動(dòng)相似：原型與模型中對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)如加速度、速度方向一致，大小成比例。動(dòng)力相似：兩個(gè)運(yùn)動(dòng)相似的液流中，在對(duì)應(yīng)瞬間，對(duì)應(yīng)點(diǎn)上受相同性質(zhì)力的作用，離得方向相同，且各對(duì)應(yīng)的同名力成同一比例，貝U兩液流動(dòng)力相似。7.解：（單位長(zhǎng)度的壓降）由題中給出的條件可以得到：fAp,：,「j,r=0，選取u,r，p為三個(gè)基本物理，前已證明這三個(gè)物理量在量綱上是獨(dú)立的，這樣有根據(jù)特征數(shù)的量綱為1（量綱和諧原理）的特點(diǎn)，確定ai、bi、g。由于因此對(duì)[L]:-仁a1+b1-3c1;對(duì)[M]:1=C1；對(duì)[t]:-2=-a1。這三式聯(lián)立求解，則得a1=2，b1=0，C1=1，于是有：=―P2。Po同理可以求出:Pur丿Pur丿&解：馬赫數(shù)相等,Ma旦亠a2，V2呂V1ai=v仁丁2=449.56m/s雷諾數(shù)相等，Re=呼=峑告已 “22二vh丄2：'1 V2I^l1=819.5kPa衛(wèi)=RTp=空2=819.