材料加工冶金传输原理习题答案

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1、材料加工冶金传输原理习题答案考试重点第二章：牛顿粘性定律（计算题）第三章：连续性方程、伯努利定律（计算题）第四章：雷诺系数、水头损失（计算题）第九章：P1099-14的公式第十章：影响对流换热的因素（简答）第十一章：辐射换热与导热及对流换热的不同点（简答）第十四章：等摩尔逆向扩散（简答）(黄色标注为老师上课讲过的题目)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。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

2、液体密度、重度和质量体积的关系知：??G??g?900?9.8?8820(N/m3)V∴质量体积为??1??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??1??V???V??P?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

3、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?yx?F???0AY平板受到上下油面的阻力之和与施加的力平衡，即F??合??1?0h/2??2?0h/2?6??0h代入数据得η=0.967Pa.s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?解:作用在流体上的力分为质量力和表面力两种。质量力是作用在流体内部任何质点上的力，大小与质量成正比，

4、由加速度产生，与质点外的流体无关。而表面力是指作用在流体表面上的力，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?解：流体静压强指单位面积上流体的静压力。静止流体中任意一点的静压强值只由该店坐标位置决定，即作用于一点的各个方向的静压强是等值的。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。解:流体静力学基本方程为：Z1?P1??Z2?P2?或P?P0??gh?P0??h同一静止液体中单位重量液体的比位能可以不等，比压强也可以不等，但比位能和比压强可以互换，比势能总是相等的。2-4如图2

5、-22所示，一圆柱体d＝0.1m，质量M＝50kg．在外力F＝520N的作用下压进容器中，当h=0.5m时达到平衡状态。求测压管中水柱高度H＝?解：由平衡状态可知：（F?mg)??g(H?h)?(d/2)2代入数据得H=12.62m2.5盛水容器形状如图2.23所示。已知hl＝0.9m，h2＝0.4m，h3＝1.1m，h4＝0.75m，h5＝1.33m。求各点的表压强。解：表压强是指：实际压强与大气压强的差值。P1?0(Pa)P2?P(Pa)1??g(h1?h2)?4900P(Pa)3?P1??g(h3?h1)??1960P4?P(Pa)3??1960F3F2??gh

6、?22P(Pa)dD5?P4??g(h5?h4)?7644???????????2??2?2-6两个容器A、B充满水，高度差为a0为测量它们之间的压强差，用顶部充满油的倒U形管将两容器相连，如图2.24所示。已知油的密度ρ油=900kg／m3，h＝0.1m，a＝0.1m。求两容器中的压强差。解：记AB中心高度差为a，连接器油面高度差为h，B球中心与油面高度差为b；由流体静力学公式知：P2??水gh?P4??油ghPA?P2??水g（a?b)PB?P4??水gb?P?PA?PB?P2?P4??水ga?1079.1Pa2-8一水压机如图2.26所示。已知大活塞直径D＝11

7、.785cm，小活塞直径d=5cm，杠杆臂长a＝15cm，b＝7.5cm，活塞高度差h＝1m。当施力F1＝98N时，求大活塞所能克服的载荷F2。解：由杠杆原理知小活塞上受的力为F3：F3?b?F?a由流体静力学公式知：F3F2??gh?22?(d/2)?(D/2)∴F2=1195.82N2-10水池的侧壁上，装有一根直径d＝0.6m的圆管，圆管内口切成a＝45°的倾角，并在这切口上装了一块可以绕上端铰链旋转的盖板，h=2m，如图2.28所示。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为若干?(椭圆形面积的JC=πa3b/4)解：建立如