冶金傳輸原理吳鏗編(動量傳輸部分)習題參考答案解析

./第一章習題參考答案〔僅限參考1.d2.c3.a〔題目改成單位質量力的國際單位4.b5.b6.a7.c8.a9.c〔不能承受拉力10.a11.d12.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：由牛頓內摩擦定律可知,式中由此得第二章參考習題答案〔僅限參考1.a2.c3.b4.c5.解：〔測壓計中汞柱上方為標準大氣壓,若為真空結果為1.16m6．解：〔測壓管中上方都為標準大氣壓〔1ρ=833kg/m3〔2h3=1.8m.7．解：設水的液面下降速度為為v,單位時間內由液面下降引起的質量減少量為：則有等式：,代入各式得：整理得：解得：8.解：第三章習題參考答案〔僅限參考1.b2.c3.c4.c5．答：拉格朗日法即流體質點法必須首先找出函數(shù)關系x<a,b,c,t>,y<a,b,c,t>,z<a,b,c,t>,ρ<a,b,c,t>等。實際上就是要跟蹤每一個流體質點,可見這個方法在方程的建立和數(shù)學處理上將是十分困難的。因而除研究波浪運動等個別情況外很少采用。實際上,在大多數(shù)的工程實際問題中,通常并不需要知道每個流體質點至始至終的運動過程,而只需要知道流體質點在通過空間任意固定點時運動要素隨時間變化狀況,以及某一時刻流場中各空間固定點上流體質點的運動要素,然后就可以用數(shù)學方法對整個流場進行求解計算。6．答：流體在運動過程中,若每一空間點的物理量〔運動參數(shù)不隨時間改變,則稱為恒定流動〔又稱定常流動,否則稱為非恒定流動〔又稱非定常流動流體質點的運動軌跡稱為跡線。流線是速度場的矢量線,是某瞬時在流場中所作的一條空間曲線。7．解：<1>,湍流<2>,層流8．答：v=Q/A,斷面平均流速是一種假想的流速,即過斷面上每一點的平均流速都相同。斷面平均流速的概念十分重要,它將使我們的研究和計算大為簡化。9.答：不正確。均勻流是相對于空間分布而言,恒定流是相對于時間而言。均勻流的不同時刻的速度可以不同,也可以相同。恒定流的不同空間點上的速度可以不同,也可以相同。當流量不變時,通過一變直徑管道,顯然是恒定流,但不是均勻流。10.解：根據(jù)歐拉法中速度的定義：得：右邊第一個式子,兩邊對t求導,聯(lián)合第二個式子可得：,解這個常微分方程得：將x帶入原方程得：,再根據(jù)初始條件,得：于是得到拉格朗日法表示為：11.解：根據(jù)隨體導數(shù)定義：將速度代入隨體導數(shù)中,得：代入點〔1,2,3得：第四章習題參考答案〔僅限參考1.錯、錯、錯2.a3.c4．解：根據(jù)平面不可壓縮流體連續(xù)性的性質：〔1；連續(xù)〔2；不連續(xù)〔3；當x=0.5時連續(xù),其他情況不連續(xù)5.解：同題4,〔1；當x=y時,連續(xù)；其他情況不連續(xù)〔2；連續(xù)6.解：應用伯努利方程：解得流量7.解：根據(jù)流體靜力學知識得到以下關系式：根據(jù)左右兩管水的體積相等,有：得：,代入可解得：8.解：選取圓柱坐標系,假設流動是沿z軸方向進行,且為充分發(fā)展的層流流動。根據(jù)已知條件可知,流動是軸對稱,θ方向可不考慮,僅z方向有流動。由連續(xù)性方程、穩(wěn)定流動,忽略質量力,則有：；；；；化簡得：；=常數(shù)進行第一次積分,并將邊界條件r=0處,代入,算得積分常數(shù)C1；再進行第二次積分,并將r=R處,υz=0代入,算得出C2。最后得到：式中r為管截面上速度為υz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。下面很容易推導出υz與υzmax的關系為：9.解：列1-2處的伯努力方程：〔以2處為0基點,用相對壓強計算：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v1等于0。代入可得流量同理列2-3處的伯努利方程〔p2為什么為0：〔以2處為0基點根據(jù)質量守恒：3處和2處的速度滿足：,得代入得：負號表示C處的壓強低于一個大氣壓,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。用絕對壓強表示：101325-22024.3=79300.7Pa.第五章習題參考答案〔僅限參考1.a2.b3.d4.c5.d6．解：假設雷諾數(shù)小于2300,有,代入上式得：則,符合假設另一種簡單計算方法：假設雷諾數(shù)小于2300,有,符合假設7．解：8．解：；查莫迪圖得9．解：10．解：11．解：12．解：解得d=1.3m；查莫迪圖得13．解：〔1；查莫迪圖得〔2；查莫迪圖得第六章習題參考答案〔僅限參考1．解：2．解：3．解：<若查表,則A*=8700>〔查附錄1,對應的ρ=1.205kg/m34．解：第七章習題參考答案〔僅限參考1．解：由于,所以應為超聲速流動,但收縮噴管出口噴速最大只能達到聲速,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)也能計算2．解：3．解：,4．解：查附錄得,5．解：由,查附錄5可知：,6．解：,故為亞聲速流動,所以：〔也可根據(jù)查附錄得到數(shù)據(jù)計算若為收縮噴管,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=1.15,7．解：,超聲速流,且為拉瓦爾噴管,查附錄5可知：,,,,8．解：由,查附錄5可知：,,,9．解：,查附錄5可知：,,第八章參考習題答案〔僅限參考1.d2.d3.d4.d5.c6．答：幾何相似：如果兩個物體各點之間存在一個一一對應,使得對應點之間距離之比對所有可能的點都為C,則稱為兩物體幾何相似。運動相似：原型與模型中對應的運動參數(shù)如加速度、速度方向一致,大小成比例。動力相似：兩個運動相似的液流中,在對應瞬間,對應點上受相同性質力的作用,離得方向相同,且各對應的同名力成同一比例,則兩液流動力相似。7．解：〔單位長度的壓降由題中給出的條件可以得到：,選取υ,r,ρ為三個基本物理,前已證明這三個物理量在量綱上是獨立的,這樣有根據(jù)特征數(shù)的量綱為1<量綱和諧原理>的特點,確定ai、bi、ci。由于因此對[L]：-1=a1+b1-3c1；對[M]：1=c1；對