材料加工冶金传输原理习题答案(吴树森版)VIP免费

第一章流體的主要物理性質1-1何謂流體，流體具有哪些物理性質？答：流體是指沒有固定的形狀、易於流動的物質。它包括液體和氣體。流體的主要物理性質有：密度、重度、比體積壓縮性和膨脹性。2、在圖3.20所示的虹吸管中，已知H1=2m，H2=6m，管徑D=15mm，如果不計損失，問S處的壓強應為多大時此管才能吸水?此時管內流速υ2及流量Q各為若干?(注意：管B端並未接觸水面或探入水中)解：選取過水斷面1-1、2-2及水準基準面O-O，列1-1面(水面)到2-2面的貝努利方程再選取水準基準面O’-O’，列過水斷面2-2及3-3的貝努利方程(B)因V2=V3由式(B)得圖3.20虹吸管5、有一文特利管(如下圖)，已知d115cm，d2=10cm，水銀差壓計液面高差h20cm。若不計阻力損失，求常溫(20℃)下，通過文氏管的水的流量。解：在喉部入口前的直管截面1和喉部截面2處測量靜壓力差p1和p2，則由式可建立有關此截面的伯努利方程：根據連續性方程，截面1和2上的截面積A1和A2與流體流速v1和v2的關係式為所以通過管子的流體流量為用U形管中液柱表示，所以(m3/s)式中、——被測流體和U形管中流體的密度。如圖6-3—17(a)所示，為一連接水泵出口的壓力水管，直徑d=500mm，彎管與水準的夾角45°，水流流過彎管時有一水準推力，為了防止彎管發生位移，築一混凝土鎮墩使管道固定。若通過管道的流量0.5m3/s，斷面1-1和2-2中心點的壓力p1相對=108000N/㎡，p2相對=105000N/㎡。試求作用在鎮墩上的力。[解]如圖6—3—17(b)所示，取彎管前後斷面1—1和2-2流體為分離體，現分析分離體上外力和動量變化。設管壁對流體的作用力R，動量方程在x軸的投影為：則動量方程在x軸的投影為：鎮墩對流體作用力的合力R的大小及方向為：流體對鎮墩的作用力P與R的大小相等方向相反。1-2某種液體的密度ρ=900Kg／m3，試求教重度y和品質體積v。解：由液體密度、重度和品質體積的關係知：∴品質體積為1.4某種可壓縮液體在圓柱形容器中，當壓強為2MN／m2時體積為995cm3，當壓強為1MN／m2時體積為1000cm3，問它的等溫壓縮率kT為多少?解：等溫壓縮率KT公式(2-1):ΔV=995-1000=-5*10-6m3注意：ΔP=2-1=1MN/m2=1*106Pa將V=1000cm3代入即可得到KT=5*10-9Pa-1。注意：式中V是指液體變化前的體積1.6如圖1.5所示，在相距h＝0.06m的兩個固定平行乎板中間放置另一塊薄板，在薄板的上下分別放有不同粘度的油，並且一種油的粘度是另一種油的粘度的2倍。當薄板以勻速v＝0.3m/s被拖動時，每平方米受合力F=29N，求兩種油的粘度各是多少?解：流體勻速穩定流動時流體對板面產生的粘性阻力力為平板受到上下油面的阻力之和與施加的力平衡，即代入數據得η=0.967Pa.s第二章流體靜力學（吉澤升版）2-1作用在流體上的力有哪兩類，各有什麼特點?解:作用在流體上的力分為品質力和表面力兩種。品質力是作用在流體內部任何質點上的力，大小與品質成正比，由加速度產生，與質點外的流體無關。而表面力是指作用在流體表面上的力，大小與面積成正比，由與流體接觸的相鄰流體或固體的作用而產生。2-2什麼是流體的靜壓強，靜止流體中壓強的分佈規律如何?解：流體靜壓強指單位面積上流體的靜壓力。靜止流體中任意一點的靜壓強值只由該店座標位置決定，即作用於一點的各個方向的靜壓強是等值的。2-3寫出流體靜力學基本方程式，並說明其能量意義和幾何意義。解:流體靜力學基本方程為：同一靜止液體中單位重量液體的比位能可以不等，比壓強也可以不等，但比位能和比壓強可以互換，比勢能總是相等的。2-4如圖2-22所示，一圓柱體d＝0.1m，品質M＝50kg．在外力F＝520N的作用下壓進容器中，當h=0.5m時達到平衡狀態。求測壓管中水柱高度H＝?解：由平衡狀態可知：代入數據得H=12.62m2.5盛水容器形狀如圖2.23所示。已知hl＝0.9m，h2＝0.4m，h3＝1.1m，h4＝0.75m，h5＝1.33m。求各點的表壓強。解：表壓強是指：實際壓強與大氣壓強的差值。2-6兩個容器A、B充滿水，高度差為a0為測量它們之間的壓強差，用頂部充滿油的倒U形管將兩容器相連，如圖2.24所示。已知油的密度ρ油=900kg／m3，h＝0.1m，a＝0.1m。求兩容器中的壓強差。解：記AB中心高度差為a，連接器油面高度差為h，B球中心與油面高度差為b；由流...