材料加工冶金传输原理习题答案(吴树森版)VIP免费

第1页共37页图3.20虹吸管编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第1页共37页第一章流体的主要物理性质1-1何谓流体，流体具有哪些物理性质？答：流体是指没有固定的形状、易于流动的物质。它包括液体和气体。流体的主要物理性质有：密度、重度、比体积压缩性和膨胀性。2、在图3.20所示的虹吸管中，已知H1=2m，H2=6m，管径D=15mm，如果不计损失，问S处的压强应为多大时此管才能吸水?此时管内流速υ2及流量Q各为若干?(注意：管B端并未接触水面或探入水中)解：选取过水断面1-1、2-2及水平基准面O-O，列1-1面(水面)到2-2面的贝努利方程再选取水平基准面O’-O’，列过水断面2-2及3-3的贝努利方程(B)因V2=V3由式(B)得gpHgpa220222121gppa22222gpgpHHa202)(2322221ggp2102823222)(28102水柱mp)(19620981022app)/(85.10)410(8.92)2(222smppga第2页共37页第1页共37页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第2页共37页)/(9.1)/(0019.085.104)015.0(3222sLsmAQ第3页共37页第2页共37页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第3页共37页5、有一文特利管(如下图)，已知d115cm，d2=10cm，水银差压计液面高差h20cm。若不计阻力损失，求常温(20℃)下，通过文氏管的水的流量。解：在喉部入口前的直管截面1和喉部截面2处测量静压力差p1和p2，则由式pρ+v22=const可建立有关此截面的伯努利方程：v122+p1ρ=v222+p2ρ根据连续性方程，截面1和2上的截面积A1和A2与流体流速v1和v2的关系式为A1v1=A2v2所以v2=√2(p1−p2)ρ[1−(A2A1)2]通过管子的流体流量为Q=A2√2(p1−p2)ρ[1−(A2A1)2](p1−p2)用U形管中液柱表示，所以Q=A2√2gΔh(ρ'−ρ)ρ[1−(A2A1)2]=π4(0.1)2√2×9.81×0.2×(13.55×103−1×103)103×(1−(0.120.152)2)=0.074(m3/s)式中ρ、ρ'——被测流体和U形管中流体的密度。第4页共37页第3页共37页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第4页共37页如图6-3—17(a)所示，为一连接水泵出口的压力水管，直径d=500mm，弯管与水平的夹角45°，水流流过弯管时有一水平推力，为了防止弯管发生位移，筑一混凝土镇墩使管道固定。若通过管道的流量0.5m3/s，断面1-1和2-2中心点的压力p1相对=108000N/㎡，p2相对=105000N/㎡。试求作用在镇墩上的力。[解]如图6—3—17(b)所示，取弯管前后断面1—1和2-2流体为分离体，现分析分离体上外力和动量变化。设管壁对流体的作用力R，动量方程在x轴的投影为：则动量方程在x轴的投影为：第5页共37页第4页共37页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第5页共37页镇墩对流体作用力的合力R的大小及方向为：流体对镇墩的作用力P与R的大小相等方向相反。第6页共37页第5页共37页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第6页共37页1-2某种液体的密度ρ=900Kg／m3，试求教重度y和质量体积v。解：由液体密度、重度和质量体积的关系知：γ=GV=ρg=900∗9.8=8820(N/m3)∴质量体积为ν=1ρ=0.001(m3/kg)1.4某种可压缩液体在圆柱形容器中，当压强为2MN／m2时体积为995cm3，当压强为1MN／m2时体积为1000cm3，问它的等温压缩率kT为多少?解：等温压缩率KT公式(2-1):KT=−1V[ΔVΔP]TΔV=995-1000=-5*10-6m3注意：ΔP=2-1=1MN/m2=1*106Pa将V=1000cm3代入即可得到KT=5*10-9Pa-1。注意：式中V是指液体变化前的体积1.6如图1.5所示，在相距h＝0.06m的两个固定平行乎板中间放置另一块薄板，在薄板的上下分别放有不同粘度的油，并且一种油的粘度是另一种油的粘度的2倍。当薄板以匀速v＝0.3m/s被拖动时，每平方米受合力F=29N，求两种油的粘度各是多少?解：流体匀速稳定流动时流体对板面产生的粘性阻力力为τyx=FA=ην0Y平板受到上下油面的阻力之和与施加的力平衡，即第7页共37页第6页共37页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第7页共37页F=τ合=η1ν0h/2+η2ν0h/2=6ην0h代入...