冶金传输原理

1、第一章习题参考答案（仅限参考）8 9 （不能承受拉力）10 11 12（d为表现形式）13.解：由体积压缩系数的定义，可得:1dvV dp1000 106995 10001062 1 1065 10 91/Pa14.解：由牛顿内摩擦定律可知，dvxFA xdy式中A dl由此得dvxvFA -dl8.57Ndy1.16m)第二章参考习题答案（仅限参考）5.解：P1Pa油gh1水gh2汞ghpF油gh1水gh22dh20.4mg（测压计中汞柱上方为标准大气压，若为真空结果为6. 解：（测压管中上方都为标准大气压）(1) PlPa 油 g ha hl水 g h2 hiPap 8333(2) RPa

2、油g ha 0水g h2 0Paha=1.8m.D22S0.1256m2V水 =Sh10.1256 0.5 0.0628m3V由=S h3 h,0.1256 1.3 0.16328m37 .解：设水的液面下降速度为为v , v dzdt单位时间内由液面下降引起的质量减少量为:d2v 则有等式：v d V2，代入各式得:4dzd20.50.274z整理得:dt4.21tdz0.5dz 0.274 dt 0.274t420解得：t120.27441518s8.解:P1P0aghP2P0sghPP1P2as gh 248.7Pa第三章习题参考答案(仅限参考)1 2 3 45.答：拉格朗日法即流体质点

3、法必须首先找出函数关系x(),y()，z()，p ()等。实际上就是要跟踪每一个流体质点，可见这 个方法在方程的建立和数学处理上将是十分困难的。因而除研究波浪运动等个别情况外很少采用。实际上，在大多数的工程实际问题中， 通常并不需要知道每 个流体质点至始至终的运动过程， 而只需要知道流体质点在通过 空间任意固定点时运动要素随时间变化状况， 以及某一时刻流场 中各空间固定点上流体质点的运动要素， 然后就可以用数学方法 对整个流场进行求解计算。6.答：流体在运动过程中，若每一空间点的物理量(运动参数) 不随时间改变，则称为恒定流动(又称定常流动)，否则称为非恒定流动(又称非定常流动)流体质点的运动

4、轨迹称为迹线。 流线是速度场的矢量线，是某瞬 时在流场中所作的一条空间曲线。37.解：(1) R=Vmd 1 2002 1 05 2 3 00，湍流v 1 100.2 150 1028 10107.12300，层流8.答：断面平均流速是一种假想的流速，即过断面上每一点的 平均流速都相同。断面平均流速的概念十分重要， 它将使我们的 研究和计算大为简化。10.9.答：不正确。均匀流是相对于空间分布而言，恒定流是相对于 时间而言。均匀流的不同时刻的速度可以不同，也可以相同。恒 定流的不同空间点上的速度可以不同，也可以相同。当流量不变 时，通过一变直径管道，显然是恒定流，但不是均匀流。右边第一个式子，

5、两边对t求导，联合第二个式子可得:x,y, z,tk1 ytdtx,y, z,t丄得：灯dytdtz.dzx,y, z,ttk2dt解：根据欧拉法中速度的定义:xVxVyVz0，解这个常微分方程得:x & cos(k|t) C2 sin(k|t)将 X 带入原方程得： y ci sin(kit) C2 cos(kit)， z k?t C3再根据初始条件，得：G a, C2b, C3 c于是得到拉格朗日法表示为：x acos(k1t) bsin (k) y asin(k1t) bcos(k1t)z k2tc11.解：根:据随体导数攵疋义:axVxVxVxVxVx -Vy-V-txy-VyVyVy

6、VyayVxVyV-txy-VzV-V-V-az-Vx-V-txy-将速度代入随体导数中，得:ax20 x y 2xy3y x20 2x3y2 3x2yay03y 30 0 9ya-0 00 8-38-3代入点(1, 2,3）得：ax 2ay 18az 216第四章习题参考答案（仅限参考）1.错、错、错 2 34.解：根据平面不可压缩流体连续性的性质：(1)-VxVz 0 ；连续xz(2)-VxVz 1 0 1；不连续xz(3)-VxVz 2x 1 ;当0.5时连续，其他情况不连续xz5. 解:同题4,VxAy cos(xy)(1)xVy；当时，连续；其他情况不连续yAx cos(xy)yVx

7、A(2)xy ；连续VyAyy6. 解:应用伯努利方程： 2pvp+0+0+0g 2gg解得Vp p20.98m/s流量Q 4 3.1航237 13心7. 解：根据流体静力学知识得到以下关系式:Pigh P2 水 gh 2 g h根据左右两管水的体积相等，有:dDh2 h -44得：h，代入可解得:2Dh 5 : d2 0.1m 水 g g 2 gD28. 解：选取圆柱坐标系，假设流动是沿z轴方向进行，且为充 分发展的层流流动。根据已知条件可知，流动是轴对称，B方向 可不考虑，仅z方向有流动。由连续性方程、稳定流动，忽略质量力，则有:zztr rzzFz1-P2z2 r1 1 21z1z22r

8、 r r2z2 zzrzz22r0 ；zz0 ；z2z20 ；0;zzt化简得：1 (r z)1 P1(rz) 1P:二常数r rrzrrrz进行第一次积分，并将边界条件 0处，代入，算得积分常数 C1;再进行第二次积分，并将处，U 0代入，算得出C2最后得到:z 丄 dP(R2 r2)产乎14 dz4 dz（R）2式中r为管截面上速度为u z处到管中心的距离，R为圆管半径。显然其速度分布呈抛物线形。下面很容易推导出uz与u的关系为:zmax1(石 FlR9.解：列1-2处的伯努力方程：（以2处为0基点）,用相对压强计算:2Vi2gh22V22由于水槽的直径比虹吸管的直径大很多，那么就可以近似

9、设V1等于0。代入可得 v22gh 8.86m/s2 2流量 Q V2 号3.14, 2gh2 号 3.146.26 10 3m3/s同理列2-3处的伯努利方程（p2为什么为0）:（以2处为0基点）2P3V322v2g(h1 h2) 0 02根据质量守恒：3处和2处的速度满足：亞cb2 V3d12，得 V3 也 2.215m/s444代入得：v22 v12Ps - （h! h2） g 22024.3 Pa2g负号表示C处的压强低于一个大气压，处于真空状态。正是由于这一真空，才可将水箱中的水吸起。用绝对压强表示：101325-22024.3=79300.7 .6.解： P则VmReVmdAVm第

10、五章习题参考答案（仅限参考）d 2有64642300,入VmdRe64 LVm2 64L VmVmd d2!d22 0；1520.96510664 4104 9201000假设雷诺数小于,代入上式得:1.84m/sL Vm2d 22d2 p64 L1.84 0.15 690 2300,符合假设4 10 4兰 314。15284 0.03 m34另一种简单计算方法:假设雷诺数小于2300,有Vm咲 訐320陷叽 1.84m/sReVmd1.84 0.15 690 2300，符合假设4 10 4Avm蛋 v. 314 152 讪 0.03 m37.解:Vm4Q74 0.0320.425 ms3.1

11、4 0.3ReVmd0.425 0.31.2 10 41063 230064Re0.06hfL Vm2d 2g0.06300.42520.3 2 9.810.06m8.解:Vm4Q4 0.053.14 0.2521.02 m s1.02 0.251.007 10 62.5 105 105hf9.100.00130.25L Vm22g解:Vm2 p2Vm11 .解:0.31640.0052 ;查莫迪图得0.0314Q1000.25L v d 2g1.0222 9.810.3292 603.14 0.052Re入 0.0310.66m1.4 m s2 616860.03 卫0.051000 1.4

12、22.9d i 2gVmdVmd6.29 60.297000.0371.1323 0.026.64m0.152 9.810.25 0.305 1.231.78 105269 10512.1l80.3050.0371.2320.2521 0.390.3930.00125.58Pa解：v4Q12000060 603.14 d225解得1.3mRevmd251.31.57 荷2.07 106105Pi0.00051.3Pa13.解:VmReVmd0.000385 ;查莫迪图得入 0.0155L Vm2120d i 2g 2.5 110.01551.31.234Q2d2522 9.81921m9.81

13、 921.5711120 Pa11.9 0.720.1571041.569 1.01325 0.111052.471 105Pa,1750046011.9 ms3.145.460.72105(1)0.2hf7202Vm0.000278;2g 00147 需2720查莫迪图得入0.014711.922 9.814.21m0.00278;查莫迪图得入 0.0265hfL vm2dig28.60.7211.922 9.817.60m第六章习题参考答案（仅限参考）1.解：Rex17 315 106= 3.4 106Rex5x 5 3Rex.3.4 10638.13 10 3m2.解:Rex=2 105

14、x 0.1m3.解:亠冷=3 106L 502=1.0 10715 10 6CfL鶯 0.41 10 3CfT0.074ReL0.22.95 10CfTCfLRe(cr7620(若查表，则 A =8700)FfCT2-bl0.074（查附录1,0.2Rq2 bl 9.86N Re.2对应的P1.2053)4.解：ReL =379.6max0.128mCfL1.328ReL0.068Ff2CfL2bl 1.70 N2第七章习题参考答案（仅限参考）仁解：由于2 0.5 0.528，所以应为超声速流动但收缩喷管出口喷速最大只能达到声速，即1。直接根据书中公式（7-39），Gmax0.0404 PoA

15、0.0404 P； 40.242kg / s（本题根据查附录得到数据也能计算） 2 .解：a , kRT 340m / s0.45a 500 sinv 1118v 756m/ svMa 2.22a3.解：T T298 0.00 65z 233Ka.kRT 306m / s ,v 250m /sMav-0.82a4.解：a JkRT374m/sMav1-0.374a查附录得，T0 0976T0 0 357K5 .解：由Ma 0.8，查附录5可知:PeP00.656 ,二T00.8875Pe 0.656 Po 3.22 10 Paa0kRT0 343m/sTe 0.887T。260 Kae . k

16、RTe 323m/sve aeMae 258m / s6解：必0.866 0.528，故为亚声速流动，所以: P01.4 10.866 g158m/s2 1.4 1.17 105 11.4 11.32（也可根据查附录得到数据计算）0.433 0.528P0若为收缩喷管，取1直接根据书中公式（7-36）2k P0Ik 1 0321.6m/s若为拉瓦尔喷管查表得1.15，壬山Te 0.791T00.791 旦 244 K0Rve aeMa Ma , kRTe 360m/s7解：Pe 0.0909 0.528 ,超声速流，且为拉瓦尔喷管，查附录 5 P0可知:Mae 2.20 ,e00.184 ,T

17、0Te0.508T0159Ke0.184 032.43kg / mae.kRTe240.6m/sVeaeMae529.3m /sA.2G2.13 1032dem4e eA-de2Ae1.07 103 2 m4 e2.00de52mm ,d*37 mm8.解：由Mae2，查附录PeTeA0.128 ,0.556 ,P0T0A*P07.93 105PaTe0.556T0167KaekRTe246.3m/sVeaeMae492.6m /s1.69A0.5。8 ,-2.005可知:Uv20.020m2 , A*Ae1.690.118m29.解:PbP00.103 0.528 ,查附录5可知:Ma2.1

18、5,0.195 , T0To0.520Te0.520T。156Kve aeMa Ma、. kR 512m/se 0.195 00.195 匹 2.45 kg/m3RToADe2 0.00196m24 eG e eAe 2.46kg / s第八章参考习题答案（仅限参考）1 2 3 4 56.答：几何相似：如果两个物体各点之间存在一个一一对应，使得对应点之间距离之比对所有可能的点都为C，则称为两物体几何相似。运动相似：原型与模型中对应的运动参数如加速度、速度方向一致，大小成比例。动力相似：两个运动相似的液流中，在对应瞬间，对应点上受相 同性质力的作用，离得方向相同，且各对应的同名力成同一比例， 则两液流动力相似。7 .解：（单位长度的压降）由题中给出的条件可以得到：f p, , , ,r 0 ,选取u , r, p为三个基本物理，前已证明这三个物理量在量纲上是独立的，这样