(2020年7月整理)传输原理课后习题答案

1第二章流体静力学(吉泽升版)2-1作用在流体上的力有哪两类，各有什么特点?的力，大小与面积成正比，由与流体接触的相邻流体或固体的作用而产生。2-2什么是流体的静压强，静止流体中压强的分布规律如何?2-3写出流体静力学基本方程式，并说明其能量意义和几何意义。可以互换，比势能总是相等的。。121123131435454们器们器之间的压强差，用顶部充满油的倒U形管将两容油油B球中心与油面高度差为b；由流体静力学公式知：P-pgh=P-pgh2水4油h，hccAA爪X.Jch0学ccAA爪X.Jch0学A2水B4水AB24水 板受到的总压力为板受到的总压力为如果不计盖板自重以及盖板与铰链间的摩擦力，问开起盖板的力T面斜向下，盖板面为椭圆面，在面上取微元面dA,纵坐标为y，淹深盖板受的静止液体压力为F=γhcA=9810*2.3*πab压力中心距铰链轴的距离为：22此管绕AO轴旋转。问转速为多少时，B点的压强与O点的压强相33.2试判断下列平面流场是否连续?02O强为P=P+pgl0a2Ba212OB中的任意一点的压强为ggO2第三章习题(吉泽升版)3.1已知某流场速度分布为u=x_2,u=_3y,u=z_3，试求过点(3，1，4)的流线。xyz解：由此流场速度分布可知该流场为稳定流，流线与迹线重合，此流场流线微分方程为：xy43.4三段管路串联如图3.273.4三段管路串联如图3.27所示，直径d1=100cm，12233vA2A1水33Pv2Pv2y2gy2g解：可压缩流体稳定流时沿程质量流保持不变，质量流量为：M=p•Q=pvA=490(Kg/s)vA=v1122AADDPPv2h++a+0=0+A+a12yy2g5以B面为基准，建立A,B面伯努利方程：Dv2Pv2Ph++a+A=0+b+a222gy2gyaabb (1)当下端接喷嘴时，vaabbabx过AB两点的断面建立伯努利方程有：ZZ+B+max=Z+A+ABy2gAy2g气气Pv2Pv2其中ZA=ZB,vA=0,此时A点测得的是总压记为PA*，静压为PB1不计水头损失，化简得P*-P=pv2AB酒精气2gLpcosa由此可得vmax=1p2气体质量流量:M=pvA=pvmaxA21.2644得管中流量得管中流量Q=12m/min，试判断水在管段中流动aabb60abBy2g以过A的过水断面为基准，建立A到B的伯努利方程有：y2gy2gwPv2Pv2代入数据得，水头损失为hw=4m第九章导热解：有砂型的一侧热流密度为解：有砂型的一侧热流密度为注：实际铸件凝固时有气隙形成，边界条件复杂，常采用第三类边界条件解：热量从金属锅底通过水垢向水传导的过程可看成单层壁导热，由公式(9-11)知70.0260.0261211解：由多层壁平板导热热流密度计算公式(9-14)知每平方米墙的热损失为21一2122解：由多层壁圆管道导热热流量公式(9-22)知312312所以每米长管道的热损失为l2l3lllddl2l3ll1229112L2由圆筒壁热流量计算公式(9-20)知：8122122122解：根据热阻定义可知ttt122334xx2at22at2w0w数哪个大？为什么？基本不变，从而使得砂型蓄热系数会有所增大9两块无限大平板导热求解，铜柱中心温度最低，以其为㎡(F)=at=2.26*10一4*3600必0.9040x62(0.3)21(F)=at=2.26*10一5*0y62(0.15)22999x9y009x9y0099999x9y000钢镜中心的过余温度准则为(m)=(m)(m99x9y000m0ft的简化方法称为集总参数法。rr222rr2n=rr222rr2n=149t_t_aFT=f=epcV9t_t00f章对流换热此侧墙的自然对流散热量(热流量)(注：原答案计算结果有误，已改正。)r特征尺寸为墙高h=3m.则：rrwf目的出发，柱体应水平还是竖直放置(辐射散热相同)？试估算开始冷却的瞬间两种情况下自然对流表面传热系数之比(均为层流)Ld近似地采用稳态工况下获得的准则式来比较两种情况下自然对流表面传热系数，则有：rr11rr1n=14d121rr12rr20.59L121d2L0.5910由此可知：对给定情形，水平放置时冷却比较快。所以为了加速冷却，圆柱体应水平放置。温20℃，试求工件热面自然对流的表面传热系数(对原答案计算结果做了修改)rrrL0.354.上题中若工件热面朝下散热，试求工件热面自然对流表面传热系数rrL0.352求自然对流散热量(原答案缺少最后一步，已添加)r1查表得c=0.1n=3wf在外掠平板换热问题中，试计算25℃的空气及水达到临界雷诺数各自所需的板长，取流速m22(1).对于空气查附录计算得62.5。C(10)ewew水则有：62.5。C(10)ww度增至40℃。已知横管内匀布电热器消耗的功率为1560W，试求横管外侧壁温(原答案定性温度计算有误，已修改)wfmmrwfwwm22mmrwfwwTC，查查附录Ff2得ffprffa.rffa.qdff由于流体温差较大应考虑不均匀物性的影响，应采用实验准则式(10-23或24)计算Nufwrwwa.wrwwa.wCudmvmp21QA(TT)dl(TT)wfwfd0.0761入fr水r空ulufer水空aaaP0.4入0.7012.67102空r空空2．管内强制对流湍流时的换热，若Re相同，在tf=30℃条件下水的表面传热系数比空气解：定性温度t=30℃frf水水rf空气Re同fPrf水ff水f空气ff空气空气空气第十一章辐射换热散出，试计算钨丝所需要最小面积；(2)计算钨丝单色辐射率最大时的波长解：(1)钨丝加热发光,按黑体辐射发出连续光谱1,21b1(1001,21b1(100)(2)由维恩位移定律知，单色辐射力的峰值波长与热力学温度的关系mm解：由黑度得到实际物体辐射力的计算公式知：bbb解：①由角系数的分解性得：解：①由角系数的分解性得：X=X一XBBAB2B,11BA,A2.5*1.55X=X2+B=X=X1XXX所以X=X一XAYZXXYZ.XXB.XXB,AB,1B,(1+A)B,A1,B2B,12YZXX(2+B),(1+A)YZXX(2+B),A所以X=XX=0.150.115=0.035，(2+B),1(2+B),(1+A)(2+B),A1,(2+B)2(2+B),1X=XX=0.08750.0585=0.029X=X2=X=XX=XX1,22,1A2,11.52,1,2,12,(1+A)2,A，1YZXX2,AYZXX代入数据得X=0.04，所以2,1查表得X=0.27代入数据得X=0.04，所以2,12,(1+A)2,12,(1+A)2,AX=X=0.04的间距远小于板的宽与高。试计算(1)板1的本身辐射(2)对板1的投入辐射(3)板1的反射辐射(4)板1的有效辐射(5)板2的有效辐射(6)板1与2的辐射换热量解：由于两板间距极小，可视为两无限大平壁间的辐射换热，辐射热阻网络如图，包22cc0.80.812cc12cc12bc0.8bc0.8GJ=4253.4W/m212(3)板1的反射辐射为，ρ1=1-α=0.2,b12cccccc121212编T个个tcmcpV代入数据得个=1.42w，而个*t=cm编T亭=1,tcmcpV11R1,211