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工程流体力学泵与风机习题答案

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工程流体力学泵与风机习题答案

工程流体力学泵与风机习题答案(曹慧哲部分) 第三章

3-1已知流速场u x =2t+2x+2y ,u y = t - y+z ,u z = t+x – z 。求流场中x =2,y =2,z =1的点在t =3时的加速度。a =35.86 m/s 2

3-2已知流速场u x =xy 3,3

13

y u y =-

,u z = xy ,试求:

(1)点(1,2,3)的加速度;(2)是几元流动;(3)是恒定流还是非恒定流;(4)是均匀流还是非均匀流?a =36.27m/s 2二元恒定非均匀流

3-3已知平面流动的流速分布为u x =a ,u y =b ,其中a 、b 为正数。求流线方程并画出若干条y >0时的流线。ay-bx=c

3-4已知平面流动速度分布为2222

x y cy cx

u u x y x y

=-

=++,, 其中c 为常数,求流线方程并画出若干条流线。x 2+y 2=c

3-5已知平面流动速度场分布为(46)(69)u y x ti y x t j =-+-。求t =1时的流线方程并绘出x =0至x =4区间穿过x 轴的4条流线图形。3x -2y =3

3-6已知圆管中流速分布为1/7

max 0

()

y u u r =,r 0为圆管半径,y 为离开管壁的距离,u max

为管轴处最大流速。求流速等于断面平均流速的点离管壁的距离y 。y =0.242r 0

3-7对于不可压缩流体,下面的运动是否满足连续性条件? (1) u x = 2x 2 +y 2,u y = x 3-x (y 2-2y ) (2) u x = xt +2y ,u y = xt 2-yt

(3)u x = y 2 +2xz ,u y =-2yz + x 2yz ,u z =42222

1

y x z x +(1)、(3)不满足,(2)满足

3-8已知不可压缩流体平面流动在y 方向的速度分量为u x =y 2-2x +2y 。求速度在x 方向的分量u x 。u x =-2x (y +1) +f (y )

3-9已知两平行平板间的速度分布为????

??????? ??-=2max 1b y u u ,式中y = 0为中心线,y = ±b

为平板所在位置,u max 为常数,求两平行平板间流体的单宽流量。刘二版66页3-16 Q =max 43

b u ?

3-10输水管道经三通管分流,见图3-10。已知管径d 1= d 2=200mm ,d 3=100mm ,断面平

均流速v 1= 3m/s ,v 2= 2m/s 。试求断面平均流速v 3。试求断面平均流速v 3。张39页例3-4v 3=4m/s

3-11如图所示的管段,d 1=2.5cm ,d 2=5cm ,d 3=10cm 。(1)当流量为4 l/s 时,求各管段的平均流速。(2)旋动阀门,使流量增加至8 l/s 或使流量减少至2 l/s 时,平均流速如何变

0.51m/s v 1a =16.32m/s v 2a =4.08m/s 1ρ1=4kg/m 3的氨气,经压缩后,由内径d 2=38.1mm 的管子以v 2=10m/s 的速度流出,此时密度增至ρ2 =20kg/m 3。求(1)质量流量;(2)流入流速v 1。周56页例3-3Q m = 0.228kg/s v 1= 9.83m/s

3-13蒸汽管道如图所示。已知蒸汽干管前段的直径d 0=50mm ,流速v 0=25m/s ,蒸汽密度ρ0=2.62 kg/m 3;后段的直径d 1=45mm ,蒸汽密度ρ1=2.24 kg/m 3。接出的支管直径d 2=40mm ,

题3-11图

蒸汽密度ρ2=2.30 kg/m 3。试求分叉后的两管末端的断面平均流速v 1、v 2为多大,才能保证该两管的质量流量相等。闻112页3-14 v 1 =18.05m/s v 2 =22.25 m/s

3-14空气以标准状态(温度t 0=15℃,密度ρ0=1.225 kg/m 3,压强p 0=1.013×105Pa )进入压气机,流量Q =20m 3/min ;流出时温度t =60℃,绝对压强p =800×103Pa ;如果压气机出口处流速v 限制为20m/s 。试求压气机的出口管径d 。闻113页3-15 d = 0.056m

3-15在直径为d 的圆形风管断面上,用下法选定五个点来测量局部风速。设想用与管轴同心,但不同半径的圆周,将全部断面分为中间是圆,其他是圆环的五个面积相等的部分如图所示。测点即位于等分此部分面积的圆周上。这样测得的各点流速,分别代表相应断面的平均流速。试计算各测点到管轴的距离,以直径的倍数表示;若各点流速分别为u 1、u 2、u 3、u 4、u 5,空气密度为ρ,试求质量流量Q m 。闻113页3-16 r 1= 0.158d ,r 2= 0.274d ,r 3= 0.354d ,r 4= 0.418d ,r 1= 0.474d ,()21234520

m Q d u u u u u πρ=++++

3-16设计输水量为300 t/h 的给水管道,流速限制在0.9~1.4m/s 之间。试确定管道直径,根据所选直径求流速(直径规定为50mm 的倍数)。蔡85页3-4 d =300mm v 1 =1.18m/s

3-17圆形风道,流量为10000m 3/h ,流速不超过20m/s 。试设计直径,根据所定直径求流速(直径规定为50mm 的倍数)。蔡85页3-5 d =450mm v 1 =17.5m/s

3-18空气流速由超音速流过渡到亚音速流时,要经过冲击波。如果在冲击波前,风道中速度v =660m/s ,密度ρ =1kg/m 3。冲击波后,速度降低至v =250m/s ,求冲击波后的密度。蔡85页3-8ρ =2.64 kg/m 3

3-19如在直径d 1=150mm 管道内的断面平均流速为直径d 2=200mm 管道内的一半,求通过这两个管道的流量比。屠99页4-8Q 1/Q 2 = 0.28

3-20水射器如图所示,高速水流v j 由喷嘴射出,带动管道内的水体。已知1-1断面管道内的水流速度和射流速度分别为v 1=3m/s 和v j =25m/s ,管道和喷嘴的直径分别为0.3m 和0.085m ,求断面2-2处的平均流速v 2。屠100页4-10 v 2=4.77m/s 3-21下列两个流动,其线变形速度为多少?哪个有旋?哪个无旋?哪个有角变形?哪个无角变形?(式中的a 、c 为常数)

(1) u x =-ay ,u y =ax ,u z = 0 ; (2) 0,,2

222=+=+-

=z y

x u y x cx

u y x cy u 。 (1)εxx = εyy = εzz = 0有旋无角变形

(2)()()

22

2

22

222 0xx yy zz cxy cxy x

y x

y εεε==-=++无旋有角变形

题3-12图 题3-13图 题3-15图

题3-20图

第四章

4-1水管直径d=50mm ,末端阀门关闭时,压力表读值为p M 1 = 21kPa ,阀门打开后读值降为p M 2 = 5.5kPa ,不计水头损失,求通过的流量Q 。(张3-10,Q =10.9 l /s )

4-2 油在管道中流动,直径 d A = 0.15m ,d B = 0.1m ,v A =2m/s ,水头损失不计,求B 点处测压管高度h C 。(蔡85页3-10 h =1.87m )

4-3水在变直径竖管中流动,已知粗管直径 d 1 = 300mm ,流速v 1= 6m/s 。装有压力表的两断面相距h =3m ,为使两压力表读值相同,试求细管直径(水头损失不计)。(张3-11,d =235.5mm )

4-4变直径管段AB ,d A = 0.2m ,d B =0.4m ,高差Δh =1.5m ,测得p A =30kPa ,p B =40kPa ,B 点处断面平均流速v B =1.5m/s ,试求两点间的水头损失h lAB 并判断水在管中的流动方向。(张3-12,0.8mH 2O,B →A )

4-5用水银压差计测量水管中的点流速u ,如读值 Δh =60mm 。(1)求该点流速u ;(2)若

管中流体是ρ=0.8kg/m 3

的油,Δh 仍不变,不计水头损失,则该点流速为多少?(张3-13,v 1=3.85m/s ,v 1=4.34m/s )

4-6为了测量石油管道的流量,安装文丘里流量计。管道直径 d 1=200mm ,流量计喉管直径d 2=100mm ,石油密度ρ = 850kg/m 3,流量计流量系数μ = 0.95。现测得水银压差计读数h p =150mm ,问此时管中流量Q 多大?(张3-14,Q =51 l /s )

4-7 水箱出流如图,直径 d 1=125mm 、d 2 =100mm ,水银压差计的读值h =175mm ,断面3-3处的喷嘴直径 d 3=75mm ,不计水头损失,试求作用水头H 值和压力表读值。(蔡86页3-13 H =11.8m p =79.0kPa )

4-8 管道流动见图,管径d =150mm 、喷嘴出口直径d D = 50mm ,各点高差h 1=2m 、h 2 =4m 、h 3 =3m ,不计水头损失,求A 、B 、C 、D 各点压强。(蔡86页3-14 Q =0.0174m 3/s p A =68.1kPa ,p B =-0.48kPa ,p C =-20.1kPa ,p D = 0)

题4-1图 题4-2图 题4-3图

题4-4图 题4-5图 题4-6图

4-9水箱中的水经一扩散短管流到大气中。直径 d 1=100mm ,该处绝对压强p 1= 0.5大气压,直径d 2 =150mm ,求水头H (水头损失忽略不计)。(张3-15,H=1.23m )

4-10水从铅垂立管下端射出,射流冲击一水平放置的圆盘,如图所示。已知立管直径d =50mm ,h 1=3m ,h 2=1.5m ,圆盘半径R =150mm ,水流离开圆盘边缘的厚度δ=1 mm ,水头损失忽略不计,且假定各断面流速分布均匀,试求流量Q 和水银压差计的读数Δh 。(闻206

页5-16题Q =0.00823m 3

/s Δh =428mm )

4-11离心式通风机用集流器A 从大气中吸入空气。直径d = 200mm 处,接一根细玻璃管,管的下端插入水槽中。已知管中水上升H =150mm ,求每秒钟吸入的空气量Q (空气的密度ρa =1.29kg/m 3)。(张3-16,Q =1.5 m 3/s )

4-12吹风装置的进排风口都直通大气,风扇前后断面直径d 1=d 2 =1m ,排风口直径d 3 =0.5m ,已知排风口风速v 3=40m/s ,空气的密度ρ= 1.29kg/m 3,不计压强损失,试求风扇前后端木的压强p 1和p 2。(刘二版106页4-14 p 1 =- 64.5Pa ,p 2 =967.5Pa )

4-13 压缩空气罐与文丘里式的引射管连接,d 1、d 2、h 均为已知,问气罐压强p 0为多大才

能将B 池水抽出。(蔡86页3-17,42011d p gh d ρ??

??≥-?? ???????

)

4-14 高层楼房煤气立管的B 、C 两个供煤气点的供气量均为Q =0.02 m 3/s ,供气点间的高度

均为H =30m 。假设煤气密度ρ = 0.6 kg/m 3、空气密度ρa = 1.2 kg/m 3、酒精密度ρch =800kg/m 3,管径d =

50mm ,压强损失:AB 段2

3

2

1v ρ=AB p 、BC 段2

4

2

2

v ρ=BC p ,假定C 点要求保持

余压为300Pa ,求A 点处测压计的酒精液面高差h 。(蔡87页3-20,h =45mm )

题4-7图 题4-8图

题4-9图 题4-10图 题4-11图

题4-12图 题4-13图

4-15 水平风管如图,空气自1-1断面流向2-2断面,已知断面1-1的压强p 1=150mmH 2O ,流速v 1=15m/s ,断面2-2的压强p 2=140mmH 2O ,流速v 2=10m/s ,空气密度ρ= 1.29kg/m 3,求两断面的压强损失。(蔡87页3-24 p l =178.6Pa ) 4-16 图为开式试验段风洞,射流喷口直径d = 1m ,若在直径D = 4m 的进风口侧壁装设测压管,其水柱高差h=64mm ,空气密度ρ= 1.29kg/m 3,不计损失,求喷口风速。(蔡88页3-25 v 2= 31.2m/s )

4-17水由喷嘴射出。已知流量Q = 0.4m 3/s ,主管直径D = 400mm ,喷嘴直径d =100mm ,水头损失不计,求水流作用在喷嘴上的力。(张3-17,R =143.24kN )

4-18水自喷嘴水平射向一与其交角成60度的光滑平板上(不计摩擦阻力)。喷嘴出口直径d =25mm ,流量Q 1 =33.4 l /s 。试求射流沿平板向两侧的分流流量Q 2与Q 3,以及射流对平板的作用力R (水头损失忽略不计)。(张3-18,Q 1=25.05 l /s ,Q 2=8.35 l /s ,R =1.97 kN )

4-19 直径d 1=0.7m 的管道在支承水平面上分为d 2=0.5m 的两支管,A-A 断面压强为p A =70 kPa ,管道流量Q 1 = 0.6m 3/s ,两支管流量相等。不考虑螺栓连接的作用时,在不计水头损失

和水头损失g

h l 2522

v 这两种情况下,分别求支墩受到的水平推力。(蔡89页3-29 R

1=3.26kN ,

R 2=5.26kN )

4-20 如图所示,下部水箱自重224N ,其中盛水重897N ,如果此箱在秤台上受如图所示的恒定流作用,孔口直径d = 0.2m ,h=1.8m ,H = 6m ,水头损失不计,试求秤的读数。(蔡89页3-31 N=2.3kN )

4-21 水流垂直于纸面的宽度B =1.2m ,各处水深如图所示,求水流对建筑物的水平作用力。(蔡89页3-33 N=527N ) 4-22矩形断面的平底渠道,宽度B =2.7m ,渠底在某断面处抬高h 2=0.5m ,抬高前的水深h=2m ,抬高后水面降低h 1=0.15m ,如忽略边壁和底部阻力,试求:(1)渠道的流量Q ;(2)水流对底坎的推力R 。(张3-19,Q =8.5 m 3/s ,R =22.42kN )

题4-14图 题4-15图 题4-16图

题4-17图 题4-18图 题4-19图

题4-20图 题4-21图 题4-22图

4-23闸下出流如图,平板闸门宽B = 2m ,闸前水深h 1=4m ,闸后水深h 2=0.5m ,出流量Q =8 m 3/s ,不计摩擦阻力,试求水流对闸门的作用力,并与按静水压强分布规律计算的结果相比较。(刘二版106页4-18 R 1=98.35kN , R 2=120.05kN )

4-24设涡轮如图所示,旋转半径R =0.6m ,喷嘴直径d =25mm ,每个喷嘴喷出流量Q =0.007m 3/s ,若涡轮以100r/min 旋转,试求它的功率。(闻211页5-37 N =2509W )

4-25下列不可压缩流体、平面流动的速度场分别为: (1)u x =1,u y =2 (2)u x = y ,u y = -x

(3)u x = x - y ,u y = x + y

(4)u x = x 2 - y 2 + x ,u y = - 2xy - y

试判断是否满足流函数ψ和流速势φ的存在条件,并求出ψ、φ。

(1)闻134页例4-3平面势流 ψ = y - 2x +C 1 φ= x + 2y +C 2(2)刘二版107页4-20ψ=0.5(x 2 + y 2,φ不存在) (3)ψ、φ均不存在(4)()322231111,13223x y x x y x xy y ?ψ=-+-=+-

4-26设有一源流和环流,它们的中心均位于坐标原点。已知源流强度q =0.2 m 2/s ,环流强度

Г =1 m 2/s 。试求上述源环流的流函数和速度势方程以及在x =1m 、y =0.5m 处的速度分量。(闻155页例4-8源环流 ψ =(0.2θ-ln r )/2π φ=(0.2ln r +θ)/2π u r =0.0285m/s u θ=0.142m/s ) 4-27已知平面流动的速度分布为直线分布,若y 0 = 4m ,u 0 = 80m/s ,试求流函数并判断流动是否有势。(刘二版107页4-21 ψ =10 y 2,无势)

4-28已知平面无旋流动的速度势2

22y x x

-=?,试求流函数和速度场。(刘二版107页4-22

()()()2222

222222224,,x y x y y xy C u u x y x y x y ψ+=-+=-=---) 4-29已知平面无旋流动的流函数ψ = xy +2 x -3y +10,试求速度势和速度场。(刘二版108页4-23 221132, 3, 22

2

x y x x y y u x u y ?=---=-=--)

4-30已知平面无旋流动的速度势φ=arctan(y /x ),求速度场。(刘二版108页4-24 22221, ,0x y r y x u u u u x y x y r θ??=-

=== ?++??

或)

4-31无穷远处有一速度为U 0的均匀直线来流,坐标原点处有一强度为-q 的汇流,试求两个流动叠加后的流函数,驻点位置以及流体流入和流过汇流的分界线方程。(刘二版108页4-25 000arctan , , 0222s q y q q

U y x U y x U ψθπππ

=-

=-=) 第六章

6-1 水管直径d = 10cm ,管中流速v =1m/s ,水温为10o

C ,试判别流态;当流速等于多少时,流态将发生变化?(张5-1,紊流、0.03m /s )

题4-23图 题4-24图 题4-27图

6-2 用直径d = 100mm 的管道,输送质量流量Q m = 10kg /s 的水,如水温为5o

C ,试判别此时水的流态;若用该管道输送相同质量流量的石油,已知石油密度ρ =850 kg/m 3,运动粘滞系数为1.14cm 2/s ,试确定石油的流态。(蔡4-2,紊流、层流)

6-3 圆形通风管道直径为25O mm ,输送的空气温度为2O o

C ,试求保持层流的最大流量。若输送空气的质量流量为 20Okg/h ,其流态是层流还是紊流?(张5-2,7.07 l/s ,紊流)

6-4 有一矩形断面的小排水沟,水深15cm ,底宽20cm ,流速0.15m/s ,水温10o C ,试判别流态。(张5-3,紊流)

6-5 某蒸汽冷凝器内有250根平行的黄铜管,通过的冷却水流量Q =8 l

/s ,水温为10o

C ,为了使黄铜管内冷却水保持为紊流(此时黄铜管的热交换性能比层流时好),问黄铜管的直径不得超过多少? (蔡4-5,14mm )

6-6 散热器由8×12mm 的矩形断

面水管组成,水的运动粘滞系数为

0.0048cm 2/s ,要确保每根水管中的流态为紊流(取Re ≥4000)以利散热,试问水管中的流量应为多少? (屠7-5,19.2cm 3/s )

6-7 某管道的半径r 0 = 15cm ,层流时的水力坡度J =0.15,紊流时的水力坡度J =0.20,试求管壁处的切应力τ0和离管轴r = 10cm 处的切应力。(闻7-2,110Pa ,147Pa ,74Pa ,98 Pa )

6-8 输油管的直径d = 150mm ,流量Q =16.3m 3/h ,油的运动粘滞系数为

0.2cm 2/s ,试求每公里管长的沿程水头损失。(张5-4,0.742 m )

6-9 为了率定圆管内径,在管内通过运动粘滞系数为0.013cm 2/s 的水,实测流量为35cm 3/s ,长15m 管段上的水头损失为2cm 水柱,试求此圆管 的内径。(张5-6,19.4mm )

6-10 油管直径为75mm ,已知油的密度为900kg/m 3,运动粘滞系数为0.9cm 2/s ,在管轴位置安放连接水银压差计的皮托管,水银面高差Δh = 20mm ,试求油的流量。(张5-7,5.19 l/s )

6-11 要求用毕托管一次测出半径为r 0的圆管层流的断面平均流速,如题6-11图,试求毕托管测口应放置的位置。(屠7-9,0.707 r 0)

6-12 油在管中以v =1m/s 的速度流动,油的密度为920kg/m 3,l =3m ,直径d = 25mm ,如图所示水银压差计测得h = 9cm ,试求(1)油在管中的流态;(2)油的运动粘滞系数;(3)若保持相同的平均流速反向流动,压差计的读数有何变化?(蔡4-8,层流、0.791cm 2/s 、h 不变,但汞柱变为左低右高)

6-13 自来水管长600m ,直径300mm ,铸铁管,通过流量60m 3/h ,水温为10o

C ,试用穆迪图计算沿程水头损失。(张5-8,0.18m )

6-14 矩形风道的断面尺寸为1200mm×600mm ,风量为42000m 3/h ,空气温度为45o

C ,风道壁面材料的当量粗糙高度k s 为0.1mm ,今用酒精微压计量测风道水平段相距为l AB =12m

的AB 两点的压差,微压计读值l =7.5mm ,已知 =30o

,酒精密度为860kg/m 3,试求风道的沿程阻力系数。(蔡4-19,0.014)

题 6-10 图 题 6-11 图

题6-5图

题6-12图 题6-14图

6-15 某铸铁管直径d =50mm ,当量粗糙高度k s = 0.25mm ,水温为20o C ,问在多大流量范围内属于过渡区流动。(蔡4-15,0.16~7.13 l/s )

6-16 铁皮风道直径d = 400mm ,风量Q =1.2m 3/s ,空气温度为20o C ,试求沿程阻力系数,并指出此流动所在的阻力区。(屠7-11,0.018、过渡区)

6-17 圆管直径d = 78.5mm ,测得粗糙区的λ=0.0215,试分别用穆迪图和尼古拉兹粗糙管公式求该管道的当量粗糙高度k s 。(蔡4-17,0.118mm ,0.113mm )

6-18 钢板制风道的断面尺寸为300×500mm ,长度为30m ,风量Q =2.1m 3/s ,空气温度为20o C ,试分别按穆迪图和阿里特苏里公式计算该管道的压强损失。(屠7-13,166.3Pa ,162.5Pa )

6-19 水在环形断面的水平管道中流动,水温为10o

C ,流量Q =400 l/min ,管道的当量粗糙高度k s 为0.15mm ,内管的外径d =75mm ,外管的内径

D =100mm 。试求在管长为100m 的管段上的沿程水头损失。(蔡4-20,26.1m )

6-20 某管路流动的雷诺数为106,通水多年后,由于管路锈蚀,发现在水头损失相同的条件下,流量减少了一半,试估算此旧管管壁的相对粗糙高度k s /d 。(假设新管时流动处于光滑区,采用布拉修斯公式计算;锈蚀后流动处于粗糙区,采用希弗林松公式计算)(蔡4-22,0.0175)

6-21 光滑铜管的直径为75mm ,壁面当量粗糙高度为0.05mm ,求当通过流量Q

=0.005m 3/s 时,每100m 管长中的沿程水头损失h f 、此时的壁面切应力τ0、阻力速度v *和粘性底层厚度δ值。(已知水的运动粘滞系数为1.007×10-6 m 2/s )(闻7-12,1.83m ,3.36Pa ,0.06m/s ,0.2mm )

6-22 利用圆管层流Re 64=λ,紊流光滑区25.0Re 3164.0=λ和紊流粗糙区25

.011.0?

?

?

??=d k s λ这三个公式,(1)论证在层流中0

.1v ∝f h ,光滑区75

.1v

∝f h ,粗糙区0

.2v

∝f h ;(2) 在不

计局部损失h m 的情况下,如管道长度l 不变,若使管径d 增大一倍,而沿程水头损失h f 不

变,试讨论在圆管层流、紊流光滑区和紊流粗糙区三种情况下,流量各为原来的多少倍?(3) 在不计局部损失h m 的情况下, 如管道长度l 不变,通过流量不变,欲使沿程水头损失h f 减少一半,试讨论在圆管层流、紊流光滑区和紊流粗糙区三种情况下,管径d 各需增大百分之几?(蔡4-10,例4-9,4-21,16、6.56、6.17;19%、16%、14%)

6-23 两条断面面积、长度、相对粗糙高度都相等的风管,断面形状分别为圆形和正方形,试求(1)若两者通过的流量相等,当其管内流动分别处在层流和紊流粗糙区两种情况下时,两种管道的沿程水头损失之比h f 圆/h f 方分别为多少?(2)若两者的沿程水头损失相等,且流动都处在紊流粗糙区,哪条管道的过流能力大?大多少?(张5-11、蔡4-31,0.785、0.886;圆管、8%)

6-24 水管直径为50mm ,l 、2两断面相距15m ,高差3m ,通过流量=Q 6 l/s ,水银压差计读值为250mm ,试求管道的沿程阻力系数。(张5-16,0.022)

6-25 输水管道中设有阀门,已知管道直径为50mm ,通过流量为3.34 l/s ,水银压差计

10m ,管径为50mm ,沿程阻力系数为0.03。实测AB 两断面测压管水头差Δh =0.629m 且经两分钟流入量水箱的水量为0.329m 3。求弯头的局部阻力系数ζ。(蔡4-24,0.32)

题 6-26 图 题 6-27 图

6-27 测定某阀门的局部阻力系数ζ,在阀门的上下游共设三个测压管,其间距L 1=1m ,L 2=2m 。若直径d =50mm ,实测H 1=150cm ,H 2=125cm ,H 3=40cm ,流速v =3m/s ,求阀门的ζ值。(蔡4-25,0.76, 135页)

6-28 用突然扩大使管道的平均流速由v 1减到v 2,若直径d 1及流速v 1一定,试求使测压管液面差h 成为最大的v 2及d 2是多少?并求最大的h 值。(张5-14,0.5v 1、1.414d 1;v 12/4g )

6-29 流速由v 1变到v 2的突然扩大管,如分两次扩大,中间流速v 取何值时局部水头损失最小?此时的局部水头损失为多少?并与一次扩大时比较。(蔡4-27, 0.5(v 1+v 2),已知水箱的水深H ,管道直径d ,(1)流量Q 不随l 的增加而增加? (蔡例4-10,张5-13,H =d (1+∑ζ)/λ;H >d (1+∑ζ)/λ;H

6-31 水箱中的水经管道出流,已知管道直径为25mm ,长度为6m ,作用水头=H 13m ,

题 6-29 图

沿程阻力系数λ=0.02。试求流量Q 及管壁切应力τ0。(张5-15,3.12 l/s ;101Pa )

6-32 一直立的突扩管如图所示,水由上向下流动,已知d 1=150mm ,d 2=300mm ,h =1.5m ,v 2=3m/s ,试确定水银测压计中的水银液面哪一侧较高?差值为多少?(蔡4-28, 左低右高,0.22mHg )

6-33 如图所示,气体在一直立的突扩管内由下向上流动,已知d 1=50mm ,d 2=100mm ,管内气体密度ρ=0.8kg/m 3,外部空气密度ρa =1.2kg/m 3,流速v 1 =20m/s ,1断面测压管读值h 1 = 100mmH 2O ,两断面间的高差H =10m ,沿程水头损失不计,试求突扩管的局部压强损失和2断面测压管读值h 2。(屠7-28, 1079Pa ,110mm )

6-34 水池中的水经弯管流入大气中,已知管道直径d =100mm ,水平段AB 和倾斜段BC 的长度均为l = 50m ,高差h 1=2m ,h 2=25m , BC 段设有阀门,沿程阻力系数λ=0.035,管道入口及转弯的局部水头损失不计。试求:为使AB 段末端B 处的真空高度不超过7m ,阀门的局部阻力系数ζ最小应是多少?此时的流量是多少?(刘6-29,173页,19.5,0.024m 3/s )

题6-34图

6-35 针对如图所示管路系统:(1)绘制水头线;(2)若将上游阀门A 关小,各段水头线如何变化?若将下游阀门B 关小,各段水头线又如何变化? (3) 若分别将上游阀门A 、B

题 6-30 图 题 6-31 图

题6-32图 题6-33图

关小或开大,对固定断面1-1的压强产生什么影响?(蔡4-1)

题6-35图

6-36 两水池水位恒定,已知管道直径d = l0cm ,管长l = 20m ,沿程阻力系数λ=0.042,局部阻力系数:弯头ζb =0.8,阀门ζv =0.26,通过流量Q = 65 l/s ,试求水池水面高差H 。(张5-17,43.93 m )

6-37 自水池中引出一根具有三段不同直径的水管,已知直径d = 50mm ,D = 200mm ,长度l = 100m ,水位H =12m ,沿程阻力系数=λ0.03,阀门的局部阻力系数ζv =5.0,试求通

1=97.3,度l zh 。(299页,闻7-29,324.3m ,6.87m )

6-39 某铸铁管道的直径d = 200mm ,当量粗糙高度k s 为0.3mm ,通过的流量Q = 60 l/s 。如图所示,管路中有一个90o 的折管弯头,今欲减小其局部水头损失,拟将此90o 折管弯头换为两个45o 的折管弯头,或者换成一个90o 的缓弯管弯头(转弯半径R =1m ),水温20o C 。试求上述三种情况下局部水头损失和每种情况下的折算长度l zh 。(闻7-30,0.205m ,0.13m ,0.025m ,10m ,6.36 m ,1.2 m )

题 6-39 图

第八章

习 题

8-1 薄壁圆形孔口的直径d =10mm ,作用水头H =2m 。现测得射流收缩断面的直径d c =8mm ,在32.8s

时间内,经孔口流出的水量为0.01m 3,试求该孔口的收缩系数ε,流量系数μ、流速系数φ及孔口局部阻力系数ζ。(张6-1,0.64,0.62,0.97,0.06)

8-2 薄壁孔口出流如题8-1图所示,直径d =2cm ,水箱水位恒定H =2m ,试求:(1)孔口流量Q ;(2)此孔口外接圆柱形管嘴的流量Q n ;(3)管嘴收缩断面的真空。(张6-2,1.22 l/s ,1.61 l/s ,1.5mH 2O )

8-3 如图所示,某诱导器的静压箱上装有圆柱形管嘴,管径d =4mm ,长度l =100mm ,沿程阻力系数λ=0.02,从管嘴入口到出口的局部阻力系数∑ζ=0.5,试求:(1)管嘴的流速系数和流量系数;(2)当管嘴外为当地大气压,空气密度ρa =1.2kg/m 3,若要求管嘴的出流速度为30m/s ,此时静压箱内的压强应保持多大?(周5-5.6,0.707,0.707,1.08kPa )

8-4 某恒温室采用孔板送风,风道中的静压为200Pa ,孔口直径d =20mm ,空气温度为20o C ,孔口流量系数为0.8,要求通风量Q =1.0m 3/s ,问需要布置多少孔口?(周5-7,219)

8-5 水箱用隔板分为A 、B 两室,隔板上开一孔口,其直径d 1=4cm ,在B 室底部装有圆柱形外管嘴,其直径d 2=3cm 。已知H =3m ,h 3=0.5m ,试求:(1)出流恒定的条件;(2)在恒定出流时的h 1,h 2;(3)流出水箱B 的流量Q 。(张6-3,Q 1= Q 2,1.07m ,1.43m ,3.57 l/s )

d =10cm 的孔口流入B 水箱,孔口流量系数为0.62。设A 水箱的作用水头H 1=3m 保持不变,试求在下列三种情况下,通过孔口的流量;(1)B 水箱中无水,即H 2=0;(2)B 水箱中的作用水头H 2=2m ;(3)A 水箱水面压力为2000Pa ,H 1=3m ,同时B 水箱水面与大气相通,H 2=2m 。(周5-8,0.037m 3/s ,0.022m 3/s ,0.024m 3/s )

8-7 某厂房利用自然通风进行换气,其上下部各有一面积为8m 2的窗口,两窗口的中心高差为7m ,窗口流量系数为0.64,室外空气温度为20 o C ,室内空气温度为30 o C ,气流在自然压头作用下流动,求车间的自然通风换气量(质量流量)。(周5-9,9.24kg/s )

8-8 某气体管道安装了孔板流量计,如图所示U 形管测压计的读值h =100mmH 2O ,流量系数为0.62,管道直径d =10cm ,输送空气温度为20 o C ,求此时的流量。(周5-10.11,0.197m 3/s )

8-9 有一平底空船,其水平面积Ω=8m ,船舷高h =0.5m ,船自重G =9.8kN 。现船底破一直径l0cm 的圆孔,水自圆孔漏入船中,试问经过多长时间后船将沉没。(张6-4,394s )

8-10 游泳池长l =25m ,宽B =10m ,水深H =1.5m ,池底设有直径d=0.1m 的放水孔直通排水地沟,试问放空池水所需时间。(刘7-12,7. 89h )

8-11 油槽车的油槽长度为l ,直径为D ,油槽底部设有卸油孔,孔口面积为A ,流量系数为μ,试求该车充满油后所需卸空时间。(张6-6,()g

A

lD

2345

.1μ)

8-3 图

题 8-6 图 题 8-7 图 题 8-8 图

8-12

ρa =1.2kg/m 36-8,43.21m )

=2m ,,沿程阻力系数λ=0.031,管道入口和弯头的局部阻力系数为ζe =0.5和ζb =0.5。试求虹吸管的流量。(屠8-6, 0.05 m 3/s )

8-15 由水库引水,先用长l 1=25m ,直径d 1=75mm 的管道将水引至贮水池中,再由长l 2=150m ,直径d 2=50mm 的管道将水引至用水点。已知水头H =8m ,沿程阻力系数λ1=λ2=0.03,阀门的局部阻力系数ζv =3。(1)试求流量Q 2和水面高差h ;(2)绘出总水头线和测压管水头线。(屠8-10, 0.0025 m 3/s ,0.188m )

题 8-14 图 题8-15 图

8-16 水从密闭容器A ,沿直径d =25mm ,长l =10m 的管道流入容器B ,已知容器A 水面的相对压强p 1=2at ,水面高H 1=1m ,H 2=5m ,沿程阻力系数λ=0.025,局部阻力系数:阀门ζv =4.0,弯头ζb =0.3,试求流量Q 。(张6-9,2.15 l/s )

题 8-9

8-17 水车由直径d =150mm ,长l =80m 的管道供水,该管道中共有两个闸阀和4个90o 弯头,局部阻

12126-11, 58 l/s )

8-19 两水池水面高差恒定,H =3.82m ,用直径d 1=100mm 、d 2=200mm ,长度为l 1=6m 、l 2=10m 的串(2)若直径改 0.044 m 3/s ,2. 5)

h =0.01mmH 2O ,断面标高z A =0、z B =10m 、z C =5m ,管道直径d =100mm ,长度l AB =20m 、l BC =10m ,沿程阻力系数λ=0.03,管道入口和转弯的局部阻力系数分别为:ζe =0,6,弯头ζb =0.4,煤气密度ρ=0.6kg/m 3,空气密度ρa =1.2kg/m 3,试求流量并绘制总压线、势压线和位压线。(屠8-13, 0.049 m 3/s )

8-21 有压排水涵管如图,上下游水位差为1.5m ,排水量为2.0m 3/s ,涵管长20m ,沿程阻力系数λ=0.03,管道入口和出口的局部阻力系数为ζe =0.5和ζ0=1.0。试求涵管的直径。(屠8-5, 0.835m )

题 8-20 图 题 8-21图

8-22 水泵抽水系统如图所示,d 1=250mm ,l 1=20m ,d 2=200mm ,l 2=260m ,流量Q =0.04m 3/s ,沿程阻力系数λ=0.03。各局部阻力系数为:吸水管入口ζe =3,弯头ζb =0.2,阀门ζv =0.5。试求(1)吸水管和压水管的阻抗S ;(2)管路的总水头损失;(3)绘出总水头线。(周5-23,118.7s 2/m 5,2106.1s 2/m 5,23.56mH 2O )

8-19图

H

8-23 水从密闭水箱沿垂直管道送入高位水池中。已知管道直径d =25mm ,管长l =3m ,水深h =0.5m ,流量Q =1.5 l/s ,沿程阻力系数λ=0.033,局部阻力系数:阀门ζv =9.3,入口ζe =1,试求密闭容器上压力表读值p M ,并绘总水头线和测压管水头线。8-24

某供热系统的流量为

0.005m 3/s 水泵应供给多大压头?(周5-17,14.45mH 2O )

8-25 如图所示的管路,流量Q A =0.6m 3/s ,沿程阻力系数λ=0.02,d 1=0.6m ,l 1=1000m ,d 2=0.35m ,l 2=1100m ,d 3=0.3m ,l 3=800m ,d 4=0.4m ,l 4=900m ,d 5=0.7m ,l 5=1500m ,不计局部水头损失,求A 、D 两点间的水头损失。(周5-18,24.1mH 2O )

8-26 并联管道如图,总流量Q =0.025m 3/s ,管段1的管长l 1=50m 、直径d 1=100mm 、沿程阻力系数λ1=0.03、阀门的局部阻力系数ζv =3;管段2的管长l 2=30m 、直径d 2=50mm 、λ2=0.04。试求各管段的流量及并联管道的水头损失。(屠8-15,20.55 l/s ,4.45 l/s ,6.30mH 2O )

题 8-25 图 题 8-26图

8-27 简单并联管路如题8-26图所示,总流量Q =0.08m 3/s ,沿程阻力系数λ=0.02,不计局部水头损失,管长l 1=600m 、l 2=360m ,直径d 1= d 2=200mm 。(1)试求各管段上的流量及两节点间的水头损失;(2)若使两并联支路的流量相等,如何改变第二支路。(周5-19,35 l/s ,45 l/s ,3.80mH 2O ,l 2=l 1=600m )

8-28 水平放置的通风机如图所示,吸入管d 1=200mm ,l 1=10m ,压出管为直径不同的两段风管串联组成,d 2=200mm ,d 3=100mm ,l 2=l 3=50m 。总风量Q =0.15m 3/s ,空气密度ρ=1.2kg/m 3,沿程阻力系数λ=0.02,不计局部水头损失,试求(1)风机应产生的总压强;(2)如风机与管道垂直安装,但管路情况不变,风机的总压有无变化?(3)如果流量提高到0.16m 3/s ,风机总压变化为多少?(4)绘出全压线和静压线。(周5-22,2478Pa ,不变,2820Pa )

8-29 在长为2 l ,直径为d 的管道上,并联一根直径相同,长为l 的支管(图中虚线),若水头H 不变,不计局部损失,试求并联支管前后的流量比。(张6-14, 0.79)

题 8-22 图 h

l h

8-30

量分别为Q 1、Q

2,若将阀门

A 试论证主管流量Q (张6-15,Q 、Q 1减少,Q 28-31 在支管2有何变化?(屠8-18,Q 1、Q 28-32 末端接两支管:一条支管长度l 另一条支管是截面为0.15m×长度l 1=30m 风压。(屠8-21,533.2Pa )

8-33 应用长度同为l 的两根管道从水池A 向水池B 输水,其中粗管直径为细管直径的两倍d 1=2d 2,两管的沿程阻力系数相同,局部水头损失不计,试求两管中的流量比。(屠8-19,Q 1/Q 2=5.657)

题 8-31 图 题 8-33 图

8-34 三层供水管路,各管段的阻抗S 皆为106 s 2/m 5,层高均为5m 。设a 点的作用水头为20mH 2O ,(1)试求Q 1、Q 2、Q 3;(2)若a 点的作用水头不变,若想得到相同的流量,如何改造管路?(周5-24,4.47 l/s ,2.41 l/s ,0.63 l/s )

8-35 三层楼的自来水管道,已知各楼层管长l =4m 、直径d =60mm ,各层供水口高差H =3.5m ,沿程阻力系数均为λ=0.03,水龙头全开时的局部阻力系数ζ =3,不计其它局部水头损失。试求当水龙头全开时,供给每层用户的流量不少于0.003m 3/s ,进户压强p M 应为多少?(屠8-23,256.3kPa )

题 8-28 图

题 8-34 图 题 8-35 图

8-36 水塔经串并联管道供水,已知供水量Q 1

=0.1m 3/s ,各段直径d 1= d 4=200mm 、d 3= d 2=150mm ,各段管长l 1= l 4=100m 、l 2=50m 、l 3=200m ,各管段的沿程阻力系数均为λ=0.02,局部水头损失不计。试求各并联管段的流量Q 2、Q 3及水塔水面高度H 。(屠8-20,0.067 m 3/s 、0.033 m 3/s ,15.24m )

8-37 将例题中8-管段1的管径改为25mm ,

其它条件均不变,流量分配有何变化?(周5-26,0.58 l/s ,0.42 l/s )

8-38 电厂引水钢管直径d =180mm ,壁厚δ=10mm ,流速v =2m/s ,阀门前压强为1×106Pa ,当阀门突然关闭时,管壁中的应力比原来增加多少倍?(张6-19,2.64)

8-39 输水钢管直径d =100mm ,壁厚δ=7mm ,流速v =1.2m/s ,试求阀门突然完全关闭时的水击压强,又如该管道改用铸铁管水击压强有何变化?(张6-20,1608.9kPa ,1506.8kPa)

6-16

、l 2=700m 、l 3=500m 、l 4=300m

,采用铸铁管,试求水塔高度H 。6-17 枝状铸铁管网如图所示,已知水塔地面标高Z A =15m ,管网终点C 、D 的标高Z C =20m

,Z D =15m ,自由水头H Z 均为5m ;q C =20 l/s

,q D =7.5 l/s ,l 1=800m ,l 2=400m ,l 3=700m ,水塔高H =35m ,试设计AB 、BC 、BD 段直径。(张6-17,136页例6-6) 6-18 水平环路如图所示,A 为水塔,C 、D 为用水点,出流量Q C =25 l/s 、Q D =20 l/s ,自由水头均要求6m ,各管段长度l AB =4000m ,l BC =1000m ,l BD =1000m ,l CD =500m ,直径d AB =250mm ,d BC =200mm ,d BD =150mm ,d CD =100mm ,采用铸铁管,试求各管段流量和水塔高度H (闭合差小于0.3m 即可)。(张6-18,188页)

题8-36图

工程材料题目及答案

1. 将同一棒料上切割下来的4块45#试样,同时加热到850°,然后分别在水、油、 炉和空气中冷却,说明:各是何种热处理工艺?各获得何种组织?排列一下硬度大小: 答: (1)水冷:淬火M (2)油冷:淬火M+T (3)炉冷:退火P+F (4)空冷:正火S+F 硬度(1)>(2)>(4)>(3) 2. 确定下列钢件的退火方法,并指出退火目的和退火后的组织: (1)经冷轧后的15号钢板,要求降低硬度。 (2)ZG的铸造齿轮; (3)锻造过热后的60钢锻坯; (4)改善T12钢的切削加工性能: 答: (1)再结晶退火:目的:细化晶粒,均匀组织,使变形晶粒重新转变为等轴晶粒,以消除加工硬化,降低了硬度,消除内应力,得到P(等轴)+F (2)去应力退火:目的:消除铸造内应力,得到P+F 3)完全退火:目的:细化晶粒,均匀组织,消除内应力,降低了硬度,改善切削加工性,得到P+F (4)球化退火:目的:使片状渗碳体装变为球状渗碳体,降低硬度,均匀组织,改善切削

性能,得到粒状P+Fe3C 3. 说明直径为10mm的45钢试样分别为下列温度加热:700°C、760°C、840°C、1100°C。保温后在水中冷却得到的室温组织 答: 4.两个碳质量分数为1.2%的碳钢薄试样,分别加热到780°C和900°C,保温相同时间奥氏体化后,以大于淬火临界冷却速度的速度冷却至室温。试分析:

(1)哪个温度加热淬火后马氏体晶粒较粗大? (2)哪个温度加热淬火后马氏体碳含量较多? (3)哪个温度加热淬火后残余奥氏体较多? (4)哪个温度加热淬火后未溶渗碳体较多? (5)你认为哪个温度加热淬火合适?为什么? 答:(1)900°C(2)900°C(3)900°C(4)780°C(5)780°C,综上所述此温度淬火后得到的均匀细小的M+颗粒状Cm+AR的混合组织,使钢具有最大的硬度和耐磨性。 5.用T10钢制造形状简单的车刀,其工艺路线为:锻造—热处理—机加工—热处理—磨加工。 (1)写出其中热处理工序的名称及作用。 (2)制定最终热处理(磨加工前的热处理)的工艺规范,并指出车刀在使用状态下的显微组织和大致硬度。 答:(1)球化退火,作用:利于切削加工。得到球状珠光体,均匀组织,细化晶粒,为后面淬火处理作组织准备。淬火+低温回火,作用:使零件获得较高的硬度、耐磨性和韧性,消除淬火内应力,稳定组织和尺寸。 (2)工艺规范:760°C水淬+200°C回火; 显微组织:M回+Cm,大致硬度:60HRC. 6.如下图所示,T12钢加热到Ac1以上,用图示

流体力学泵与风机期末试卷与答案

《流体力学泵与风机》期末考试试卷参考答案 一、判断题(本大题共 10 小题,每小题1 分,共 10 分) 1.没有粘性的流体是实际流体。 错 (1分) 2.在静止、同种、不连续流体中,水平面就是等压面。如果不同时满足这三个条件,水 平面就不是等压面。错 (1分) 3.水箱中的水经变径管流出,若水箱水位保持不变,当阀门开度一定时,水流是非恒定流动。 错 (1分) 4.紊流运动愈强烈,雷诺数愈大,层流边层就愈厚。错 (1分) 5.Q 1=Q 2是恒定流可压缩流体总流连续性方程。错 (1分) 6.水泵的扬程就是指它的提水高度。错 (1分) 7.流线是光滑的曲线,不能是折线,流线之间可以相交。错 (1分) 8.一变直径管段,A 断面直径是B 断面直径的2倍,则B 断面的流速是A 断面流速的4倍。 对 (1分) 9.弯管曲率半径Rc 与管径d 之比愈大,则弯管的局部损失系数愈大。错 (1分) 10.随流动雷诺数增大,管流壁面粘性底层的厚度也愈大。错 (1分) 二、填空题(本大题共 4小题,每小题 3 分,共 12 分) 11.流体力学中三个主要力学模型是(1)连续介质模型(2)不可压缩流体力学模型(3)无粘性流体力学模型。 (3分) 12.均匀流过流断面上压强分布服从于水静力学规律。 (3分) 13.正方形形断面管道(边长为a),其水力半径R 等于4a R =,当量直径de 等于a d e = ( 3分) 14.并联管路总的综合阻力系数S 与各分支管综合阻力系数的关系为 3 211 111s s s s + +=。管嘴与孔口比较,如果水头H 和直径d 相同,其流速比V 孔口/V 管嘴等于82 .097 .0=,流量比Q 孔口 /Q 管嘴 等于 82 .060 .0= 。 (3分) 三、简答题(本大题共 4小题,每小题 3分,共 15 分) 15.什么是牛顿流体?什么是非牛顿流体? 满足牛顿内摩擦定律的流体为牛顿流体,反之为非牛顿流体。 (3分) 16.流体静压强的特性是什么? 流体静压强的方向垂直于静压面,并且指向内法线,流体静压腔的大小与作用面的方位无关,只于该点的位置有关。 (3分) 17.什么可压缩流体?什么是不可压缩流体? 流体的压缩性和热胀性很小,密度可视为常数的液体为不可压缩流体,反之为可压缩流体。(3分) 18.什么是力学相似?

工程材料学习题集答案整理最终版

工程材料习题集 第一章钢得合金化基础 1合金元素在钢中有哪四种存在形式? ①溶入α(铁素体)、γ(奥氏体)、M(马氏体),以溶质形式存在形成固溶体; ②形成强化相:碳化物、金属间化合物; ③形成非金属夹杂物; ④以游离状态存在:Cu、Ag。 2写出六个奥氏体形成元素,其中哪三个可无限溶解在奥氏体中?哪两个铁素体形成元素可无限溶解在铁素体中? ①奥氏体形成元素:Mn、Co、Ni、Cu、C、N(锰、钴、镍、铜、碳、氮),其中Mn、Co、Ni(锰、钴、镍)可无限溶解在奥氏体中,Cu、C、N(铜、碳、氮)为有限溶解; ②Cr、V(铬、钒)可无限溶解在铁素体中,其余为有限溶解。 3写出钢中常见得五种非碳化物形成元素。 ①非碳化物形成元素:Ni、Si、Al、Cu、Co 4按由强到弱得顺序写出钢中常见得八种碳化物形成元素。按碳化物稳定性由弱到强得顺序写出钢中常见得四种碳化物得分子式。 ①碳化物由强到弱排列:(强)Ti、Nb、V、(中强)W、Mo、Cr、(弱)Mn、Fe ②碳化物稳定性由弱到强得顺序:Fe3C→M23C6→M6C→MC 5为什么高镍奥氏体钢易于冷变形,而高锰奥氏体钢难于冷变形,容易加工硬化?奥氏体层错能高与低时各形成什么形态得马氏体? ①镍就是提高奥氏体层错能得元素,锰就是降低奥氏体层错能得元素,层错能越低,越有利于位错扩展而形成层错,使交滑移困难,加工硬化趋势增大。 ②奥氏体层错能越低,形成板条马氏体,位错亚结构。如Cr18-Ni8钢;奥氏体层错能越高,形成片状马氏体,孪晶亚结构。如Fe-Ni合金。 6钢得强化机制得出发点就是什么?钢中常用得四种强化方式就是什么?其中哪一种方式在提高强度得同时还能改善韧性?钢中得第二相粒子主要有哪两个方面得作用? ①强化机制得出发点就是造成障碍,阻碍位错运动。 ②钢中常用得四种强化方式:固溶强化、晶界强化(细晶强化)、第二相强化、位错强化(加工硬化)。 ③晶界强化(细晶强化)在提高强度得同时还能改善韧性。 ④钢中得第二相粒子主要作用:细化晶粒、弥散/沉淀强化。 7钢中常用得韧性指标有哪三个?颈缩后得变形主要取决于什么? α、平面应变断裂韧度K IC、韧脆转变温度T k。 ①韧性指标:冲击韧度 k ε表示,主要取决于微孔坑或微裂纹形成得难易程度。 ②颈缩后得变形用P 8晶粒大小对极限塑性有什么影响?为什么?为了改善钢得塑性,钢中碳化物应保持什么形态? ①细化晶粒对改善均匀塑性(εu)贡献不大,但对极限塑性(εT)却会有一定好处。因为随着晶粒尺寸得减少,使应力集中减弱,推迟了微孔坑得形成。 ②为了改善钢得塑性,充分发挥弥散强化得作用,钢中得碳化物(第二相)应为球状、细小、均匀、弥散地分布。 9改善延性断裂有哪三个途径?改善解理断裂有哪两种方法?引起晶界弱化得因素有哪两

机械工程材料试题及答案(1)

一、填空题(每空1分,共20分) 1.常见的金属晶格类型有:体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格。 2.空位属于____点__缺陷,晶界和亚晶界分别_____线_____ 缺陷,位错属于________面_______缺陷。 3.金属的实际结晶温度总是低于理论结晶温度,这种现象称为____过冷______。4.原子在溶剂晶格中的分布不同,可将固溶体分为______间隙______固溶体和_____置换____ 固溶体。 5.室温下Fe-Fe3C合金中的4种基本组织是:铁素体、珠光体、渗碳体、莱氏体6.常见的金属的塑性变形方式有_____滑移___和____孪生____两种类型。 7.钢的热处理工艺是:加热、保温、冷却 _三个步骤组成的。 8.铁碳合金为双重相图,即铁-渗碳体相图和铁-渗碳体相图。 二、单项选择题(每题2分,共20分) ( B )1.两种元素组成固溶体,则固溶体的晶体结构。 A.与溶质的相同 B.与溶剂的相同 C.与溶剂、溶质的都不相同 D.是两种元素各自结构的混合体 ( D )2.铸造条件下,冷却速度越大,则。 A.过冷度越小,晶粒越细 B.过冷度越小,晶粒越粗 C.过冷度越大,晶粒越粗 D.过冷度越大,晶粒越细 ( A )3.金属多晶体的晶粒越细,则其。 A.强度越高,塑性越好 B.强度越高,塑性越差 C.强度越低,塑性越好 D.强度越低,塑性越差 ( B )4. 钢的淬透性主要取决于。 A.冷却介质 B.碳含量 C.钢的临界冷却速度 D.其它合金元素 ( D )5.汽车、拖拉机的齿轮要求表面具有高耐磨性,心部具有良好的强韧性,应选用。 A.45钢表面淬火+低温回火 B.45Cr调质 C.20钢渗碳、淬火+低温回火 D.20CrMnTi渗碳、淬火+低温回火 ( A )6.完全退火主要适用于。 A.亚共析钢 B.共析钢 C.过共析钢 D.白口铸铁 ( A )7.铸铁如果第一、第二阶段石墨化都完全进行,其组织为。 A. F+G B. F+P+G C. P+G D.Le+P+G ( D )8.对于可热处理强化的铝合金,其热处理方法为。 A.淬火 + 低温回火 B.正火 C.水韧处理 D. 固溶处理 + 时效 ( C )9. 马氏体的硬度主要取决于。 A.过冷奥氏体的冷却速度 B.过冷奥氏体的转变温度 C.马氏体的含碳量 D.马氏体的亚结构 ( D )10.在下列方法中,可使晶粒细化的方法是。 A.扩散退火 B.切削加工 C.喷丸处理 D.变质处理 三、判断题(每题1分,共10分) (正确)1.金属或合金中,凡成分相同、结构相同,并与其他部分有界面分开的均匀组成部分称为相。 (错误)2.在实际金属和合金中,自发生核常常起着优先和主导的作用。 (错误)3.由于再结晶过程是一个形核和长大的过程,因而是相变过程。 (正确)4.位错是晶体中常见的缺陷,在常见的工业金属中位错密度愈多,其强度愈高。 (错误)5. 回火屈氏体、回火索氏体和过冷奥氏体分解时形成的屈氏体、索氏体,只是形成过程不同,但组织形态和性能则是相同的。 (正确)6.球墨铸铁可通过热处理来提高其综合力学性能。 (错误)7.所有铝合金都可以通过热处理进行强化。 (错误)8.钢的铸造性能比铸铁好,故常用来铸造形状复杂的工件。 .

流体力学泵与风机期末复习重点总结

第一章绪论 作用在流体上的力 1kgf=9.807N 力作用方式的不同分为质量力和表面力。 质量力:作用在流体的每一个质点上的力。单位质量力f 或(X,Y,Z )N ╱kg 表面力:作用在流体某一面积上且与受力面积成正比的力。又称面积力,接触力。 表面力 单位N ╱㎡,Pa 流体的主要力学性质 流体都要发生不断变形,各质点间发生不断的相对运动。 液体的粘滞性随温度的升高而减小。 气体的粘滞性随温度的升高而增大。 黏度影响(流体种类,温度,压强) 压缩系数:单位体积流体的体积对压力的变化率。○ 流体的力学模型 将流体视为“连续介质”。 无粘性流体。 不可压缩流体。以上三个是主要力学模型。 第二章流体静力学 流体静压力:作用在某一面积上的总压力。 流体静压强:作用在某一面积上的平均或某一点的压强。 流体静压强的方向必然是沿着作用面的内法线方向。 在静止或相对静止的流体中,任一点的流体静压强的大小与作用面的方向无关,只与该点的位置有关。 静止流体质量力只有重力。 水平面是等压面。 水静压强等值传递的帕斯卡定律:静止液体任一边界面上压强的变化,将等值地传到其他各点(只要原有的静止状态不被破坏)。 自由面是大气和液体的分界面。 分界面既是水平面又是等压面。 液体静压强分布规律只适用于静止、同种,连续液体。 静止非均质流体的水平面是等压面,等密面和等温面。 静止气体充满的空间各点压强相等。 平面上的液体压力 水静压力的方向是沿着受压面的内法线方向。 作用于受压平面上的水静压力,只与受压面积A ,液体容重γ及形心的淹没深度h c 有关。 作用于平面的水静压力数值上等于压强分布图形的体积。 曲面上的液体压力 压力体:受压曲面与其在自由面投影面积之间的柱体。 垂直于表面的法向力(P ) 平行于表面的切向力(T )

工程材料习题集及参考答案.

工程材料习题集 一.名词解释题 间隙固溶体:溶质原子分布于溶剂的晶格间隙中所形成的固溶体。 再结晶:金属发生重新形核和长大而不改变其晶格类型的结晶过程。 淬透性:钢淬火时获得马氏体的能力。 枝晶偏析:金属结晶后晶粒内部的成分不均匀现象。 时效强化:固溶处理后铝合金的强度和硬度随时间变化而发生显著提高的现象。 同素异构性:同一金属在不同温度下具有不同晶格类型的现象。 临界冷却速度:钢淬火时获得完全马氏体的最低冷却速度。 热硬性:指金属材料在高温下保持高硬度的能力。 二次硬化:淬火钢在回火时硬度提高的现象。 共晶转变:指具有一定成分的液态合金,在一定温度下,同时结晶出两种不同的固相的转变。比重偏析:因初晶相与剩余液相比重不同而造成的成分偏析。 置换固溶体:溶质原子溶入溶质晶格并占据溶质晶格位置所形成的固溶体。 变质处理:在金属浇注前添加变质剂来改变晶粒的形状或大小的处理方法。 晶体的各向异性:晶体在不同方向具有不同性能的现象。 固溶强化:因溶质原子溶入而使固溶体的强度和硬度升高的现象。 形变强化:随着塑性变形程度的增加,金属的强度、硬度提高,而塑性、韧性下降的现象。残余奥氏体:指淬火后尚未转变,被迫保留下来的奥氏体。 调质处理:指淬火及高温回火的热处理工艺。 淬硬性:钢淬火时的硬化能力。 过冷奥氏体:将钢奥氏体化后冷却至A1温度之下尚未分解的奥氏体。 本质晶粒度:指奥氏体晶粒的长大倾向。 C曲线:过冷奥氏体的等温冷却转变曲线。 CCT曲线:过冷奥氏体的连续冷却转变曲线。 马氏体:含碳过饱和的α固溶体。 热塑性塑料:加热时软化融融,冷却又变硬,并可反复进行的塑料。 热固性塑料:首次加热时软化并发生交连反应形成网状结构,再加热时不软化的塑料。 回火稳定性:钢在回火时抵抗硬度下降的能力。 可逆回火脆性:又称第二类回火脆性,发生的温度在400~650℃,当重新加热脆性消失后,应迅速冷却,不能在400~650℃区间长时间停留或缓冷,否则会再次发生催化现象。 过冷度:金属的理论结晶温度与实际结晶温度之差。 二.判断正误并加以改正 1、细化晶粒虽能提高金属的强度,但增大了金属的脆性。(╳) 改正:细化晶粒不但能提高金属的强度,也降低了金属的脆性。 2、结构钢的淬透性,随钢中碳含量的增大而增大。(╳) 改正:结构钢的淬硬性,随钢中碳含量的增大而增大。 3、普通低合金结构钢不能通过热化处理进行强化。(√) 4、置换固溶体必是无限固溶体。(╳) 改正:置换固溶体有可能是无限固溶体。 5、单晶体必有各向异性。(√)

工程材料试题及答案

工程材料试题及答案 工程材料试题及答案 在现实的学习、工作中,我们都不可避免地要接触到试题,试题是考核某种技能水平的标准。什么类型的试题才能有效帮助到我们呢?以下是小编为大家收集的工程材料试题及答案,欢迎阅读与收藏。 1、金属材料的使用性能包括物理性能、()和()。答案:化学性能力学性能 2、金属材料的工艺性能包括锻造、()、()等。答案:铸造焊接 3、变化很慢的载荷称为()载荷。答案:静 4、在短时间内以高速度作用于零件上的载荷称为()载荷。答案:冲击 5、大小和方向随时间发生周期性变化的载荷称为()载荷。答案:交变 6、变形一般分为()变形和塑性变形两种。不能随载荷的去除而消失的变形称为()变形。答案:弹性塑性 7、强度是指金属材料在静载荷作用下,抵抗()或()的能力。答案:塑性断裂 8、强度常用的衡量指标有()和()。答案:屈服点抗拉强度 9、如果零件工作时所受的应力低于材料的()和(),则不会产生过量的塑性变形。答案:屈服点σs 210、有一钢试样其横截面积为100mm,已知钢试样的σs=314MPa,σb=530MPa 。拉伸试时,当受到拉力为()时,试样出现屈服现象,当受到拉力为()时,试样出现缩颈. 答案:31400 53000 11、断裂前金属材料产生塑性变形的能力称为塑性。金属材料的()和()的数值越大,表示材料的塑性越好。答案:断后伸长率断面收缩率 12、一拉伸试样的原标距长度为50mm,直径为10 mm拉断后试样的标距长度为79 mm,缩颈处的最小直径为4.9 mm,此材料的伸长率为(),断面必缩率为()。答案:58% 73% 13、填出下列力学性能指标的符号:符号:抗拉强度(),洛氏硬度C标尺()。答案:σb HRC 14、符号:断面收缩率(),冲击韧度()。答案:φ Ak 15、500HBW5/750表示用直径为5mm, 材料为硬质合金球形压头,在7350 N压力下,保持()s,测得的硬度值是()。答案:10—15 500 16、金属材料抵抗()载荷作用而()能力,称为冲击韧性。答案:冲击不破坏 17、原子呈无序堆积状况的物体叫非晶体,原子呈有序、有规则排列的物体称为()。一般固态金属都属于()。答案:晶体晶体 18、在晶体中由一系列原子组成的平面,称为()。通过两个或两个以上原子中心的连

工程材料课后习题参考题答案

工程材料 第一章金属的晶体结构与结晶 1.解释下列名词 点缺陷:原子排列不规则的区域在空间三个方向尺寸都很小,主要指空位间隙原子、置换原子等。 线缺陷:原子排列的不规则区域在空间一个方向上的尺寸很大,而在其余两个方向上的尺寸很小。 如位错。 面缺陷:原子排列不规则的区域在空间两个方向上的尺寸很大,而另一方向上的尺寸很小。如晶界和亚晶界。 亚晶粒:在多晶体的每一个晶粒内,晶格位向也并非完全一致,而是存在着许多尺寸很小、位向差很小的小晶块,它们相互镶嵌而成晶粒,称亚晶粒。 亚晶界:两相邻亚晶粒间的边界称为亚晶界。 刃型位错:位错可认为是晶格中一部分晶体相对于另一部分晶体的局部滑移而造成。滑移部分与未滑移部分的交界线即为位错线。如果相对滑移的结果上半部分多出一半原子面,多余半 原子面的边缘好像插入晶体中的一把刀的刃口,故称“刃型位错”。 单晶体:如果一块晶体,其内部的晶格位向完全一致,则称这块晶体为单晶体。 多晶体:由多种晶粒组成的晶体结构称为“多晶体”。 过冷度:实际结晶温度与理论结晶温度之差称为过冷度。 自发形核:在一定条件下,从液态金属中直接产生,原子呈规则排列的结晶核心。 非自发形核:是液态金属依附在一些未溶颗粒表面所形成的晶核。 变质处理:在液态金属结晶前,特意加入某些难熔固态颗粒,造成大量可以成为非自发晶核的固态质点,使结晶时的晶核数目大大增加,从而提高了形核率,细化晶粒,这种处理方法即 为变质处理。 变质剂:在浇注前所加入的难熔杂质称为变质剂。 2.常见的金属晶体结构有哪几种?α-Fe 、γ- Fe 、Al 、Cu 、Ni 、Pb 、Cr 、V 、Mg、Zn 各属何种晶体结构?

工程材料模拟题含答案

一、填空 1. 金属单晶体具有(各向异性)性,这是由于在不同晶面、不同晶向上的(原子 密排程度不同)造成的。 2. 按照溶质原子在溶剂晶格中的分布不同,可将固溶体分为(置换)固溶体和 (间隙)固溶体。 3. 钢的锻造温度高于(最低再结晶)温度,故属于(热)加工。 4. 在F&Fe s C相图的各组织或相中,硬度最高的是(渗碳体),强度最高的是(珠 光体),塑性最好的是(铁素体)。 5. T10钢,按用途分类,属于(工具)钢;按化学成分分类,属于(高碳)钢; 按质量分类,属于(优质碳素)钢 6. 在平衡状态下,45、T8及T12钢中,塑性最好的是(45)钢,硬度最高的是 (T12)钢,强度最高的是(T8);制造锉刀常用(T12)钢,制造调质零件常用(45)钢。 7. 完全退火适用于(亚共析)钢,其加热温度为(Ac3+3O~50,冷却速度(较 慢),得到(接近平衡)组织。 8. 38CrMoAI钢制的零件经过表面(淬火)以后,表面硬度可达到800 HV以上 (>67 HRC,零件的心部组织为(回火索氏体)。 9. 60Si2Mn钢制载重汽车板簧,其常规热处理为(淬火+中温回火),最终组织 为(回火屈氏体),硬度大致为(48HRC 0 10. QT700-2牌号中的QT表示(球墨铸铁),700表示(最低抗拉强度),2表示 (延伸率),该铸铁组织应是(P+Q。 二、单项选择 1. 与粗晶粒金属相比,细晶粒金属的(A)。 A,强度、韧性均好B,强度高、韧性差C,强度高、韧性相等D,强度、 韧性均差 2. 在工业生产条件下,金属结晶时冷速愈快,(形核率)N/(长大率)G值(A ), 晶粒愈细。 A,愈大B,愈小C,不变D,等于零 3. 欲使冷变形金属的硬度降低、塑性提高,应进行(D)o A,去应力退火B,再结晶退火C,完全退火D,重结晶退火 4. 为了提高零件的机械性能,通常将热轧圆钢中的流线(纤维组织)通过(C)o A,热处理消除B,切削来切断C,锻造使其分布合理D,锻造来消除 5. 单相黄铜中a相的晶格类型应该(B )o A,与锌的相同B,与铜的相同C,锌、铜的都不同D,无法确定 6. 消除晶内偏析的工艺方法是(C)o A,正火B,完全退火C,扩散退火D,再结晶退火 7. 平衡结晶时,共析钢冷至共析温度,共析转变已经开始,但尚未结束,此时存在的相为(A)。 A铁素体+渗碳体+奥氏体B铁素体+渗碳体C奥氏体D奥氏体+铁素体 8. 在铁碳合金平衡组织中,硬度最高的是(B),塑性最高的是(A)o A铁素体B渗碳体C低温莱氏体或变态莱氏体D珠光体中E奥氏体

工程材料习题集与答案

土木工程材料习题集与参考答案 1 土木工程材料的基本性质 2.试述材料密度、表观密度、孔隙率的定义、测定方法及相互关系。密度与视密度的区别何在? 参考答案:密度ρ:是指材料在密实状态下单位体积的质量。测定方法:将材料磨细成粒径小于0.25mm 的粉末,再用排液法测得其密实体积。用此法得到的密度又称“真密度”。 表观密度0ρ:是指材料在自然状态下单位体积的质量。测定方法:对于外形规则的块体材料,测其外观尺寸就可得到自然体积。对于外观不规则的块体材料,将其加工成规则的块体再测其外观尺寸,或者采用蜡封排液法。 孔隙率P :材料中的孔隙体积与总体积的百分比。 相互关系:%10010????? ??-=ρρP 密度与视密度区别:某些散粒材料比较密实,其部仅含少量微小、封闭的孔隙,从工程使用角度来 说,不需磨细也可用排液法测其近似的密实体积,这样测得的密度称为“视密度”。 3.孔隙率及孔隙特征对材料的表观密度、强度、吸水性、抗渗性、抗冻性、导热性等性质有何影响? 参考答案:对表观密度的影响:材料孔隙率大,在相同体积下,它的表观密度就小。而且材料的孔隙在自 然状态下可能含水,随着含水量的不同,材料的质量和体积均会发生变化,则表 观密度会发生变化。 对强度的影响:孔隙减小了材料承受荷载的有效面积,降低了材料的强度,且应力在孔隙处的分布会 发生变化,如:孔隙处的应力集中。 对吸水性的影响:开口大孔,水容易进入但是难以充满;封闭分散的孔隙,水无法进入。当孔隙率 大,且孔隙多为开口、细小、连通时,材料吸水多。 对抗渗性的影响:材料的孔隙率大且孔隙尺寸大,并连通开口时,材料具有较高的渗透性;如果孔隙 率小,孔隙封闭不连通,则材料不易被水渗透。 对抗冻性的影响:连通的孔隙多,孔隙容易被水充满时,抗冻性差。 对导热性的影响:如果材料微小、封闭、均匀分布的孔隙多,则导热系数就小,导热性差,保温隔热 性能就好。如果材料孔隙较大,其空气会发生对流,则导热系数就大,导热性好。 4.材料的耐水性、吸水性、吸湿性、抗冻性、导热性、热容、抗渗性的含义是什么? 参考答案:耐水性: 材料抵抗水破坏作用的能力称为耐水性,即材料经水浸泡后,不发生破坏,同时强

工程材料试卷及答案

课程名称: 工程材料学(A卷, 闭卷) 适用专业年级: 考试时间100分钟 考生注意事项:1、本试卷共 2 页,试卷如有缺页或破损,请立即举手报告以便更换。 2、考试结束后,考生不得将试卷、答题纸和草稿纸带出考场。(答案请写在试卷纸密封线内和试卷纸正面,否则不记分) 一、填空题(10分,每空1分) 1、共晶转变和共析转变的产物都属于相混合物。 2、塑性变形后的金属经加热将发生回复、、晶粒长大的变化。 3、共析钢的含碳量为。 4.共晶白口铸铁的含碳量为。 5、Q235钢的含义是为。 5、三种典型的金属晶体结构是:体心立方晶格、面心立方晶格 和。 7、根据钢的成分、退火的工艺与目的不同,退火常分为、球化退火、去应力退火等几种。 8、钢在奥氏体化后,冷却的方式通常有和连续冷却两种。 9、工具钢按用途可分为、模具钢、量具钢。 10、常用测定硬度的方法有、洛氏硬度和维氏硬度等测试法。 二、判断题(15分,每小题1分) (在括号里正确的划“√”,错误的划“×”) 1、单晶体具有各向同性,多晶体具有各向异性。() 2、铁素体是碳溶解在γ-Fe中所形成的间隙固溶体。() 3、热处理的加热,其目的是使钢件获得表层和心部温度均匀一致。() 4、熔点为232℃的锡在室温下的塑性变形是冷加工。() 5、金属结晶时,冷却速度愈大,则结晶后金属的晶粒愈粗大。() 6、铸铁经过热处理,改变了基体和石墨形态,从而提高了性能。() 7、物质从液体状态转变为固体状态的过程称为结晶。 () 8、共晶转变是在恒温下进行的。 () 9、机械零件选材的一般原则是:使用性能足够原则、工艺性能良好原则和经济行 合理原则。() 10、对于弹簧钢的要求是具有高的弹性极限和高的屈强比,以保证承受大的弹性变形和较高的载荷;具有高的疲劳强度以承受交变载荷的作用。() 11、热处理的基本工艺过程是加热、保温和冷却。() 12、马氏体是碳在α-Fe中的过饱和溶解。()

流体力学泵与风机_课后题答案详解

流体力学泵与风机部分习题答案 2-15 解:(1)当1γ为空气 21p p = ()A B p h z p =++γ ()h z p p p B A +=-=?γ 3.01000 8.9??= k p a pa 94.22940== (2)当1γ为油 31p p = ()z H h p p A +++=γ1 ()H h p p B γγ++=13 H h z H h p p p p p B A γγγγγ--+++-=-=?131 h z h 1γγγ-+= 1.09000 2.010008.91.010008.9?-??+??= k p a pa 04.22040== 2-16 解:21p p = ()211h h H p p M +++=水γ 212h h p p a 汞油γγ++= ()2121h h p h h H p a M 汞油水γγγ++=+++ ()2.010008.96.1378502.05.110008.998011???+?=++??+-h h 26656785098002.098005.1980098011+=+?+?+-h h 1960147009802665619501--+=h m h 63.51= 2-28 解:()21h h p -=γ

() () () b h h h b h h h h P 0 2210 212145 sin 45 sin 21-+--= γγ ()() 145 sin 22310008.9145 sin 232310008.92 10 ?-??+?-? -???= kN N 65.343465022 510008.9==? ?= () () ()P bl h h h bl h h h h l D D D 2 22110 212145 sin 45 sin 2 1-+--=γγ m 45.22 2 510008.92 22210008.923 22 210008.9=? ????+? ? ?= 2-32 解:b h h b h h P 0 22 21 45 sin 2 145 sin γγ+ = 22 22210008.92 122 22110008.9?? ???+ ????= kN N 8576.1106.1108572810008.9==??= P h h b h h h h b h h l D 0 2102202102145sin 3245sin 2145sin 245sin ? ?? ?? ++??? ??+=γγ 2810008.92 3 72410008.9222410008.9??? ??+???= 2613= 267 22613=-=p l T P G l T l P l G ?=?+? 226 72810008.9162.19?=???+?T kN T 31.1013 4.27481.9=+ = 2-41 解:245sin 0 =?=r h b h h P x ?? ??=2 1γ 421221000 8.9?? ? ??=

工程材料复习题及参考答案

三、选择正确答案 1、为改善低碳钢的切削加工性应进行哪种热处理( A、等温退火 B 、完全退火 C、球化退火 D 、正火 2、钢中加入除Co之外的其它合金元素一般均能使其 C 曲线右移,从而(B ) A、增大VK B 、增加淬透性 C、减小其淬透性 D 、增大其淬硬性 3、金属的塑性变形主要是通过下列哪种方式进行的( C ) A、晶粒的相对滑动 B 、晶格的扭折 C、位错的滑移 D 、位错类型的改变 4、高碳钢淬火后回火时,随回火温度升高其(A ) A、强度硬度下降,塑性韧性提高 B、强度硬度提高,塑性韧性下降 C、强度韧性提高,塑性韧性下降 D、强度韧性下降,塑性硬度提高 5、过共析钢的正常淬火加热温度应该选择在( A ) A、Acl+30 —50C B 、Ac3+30 —50C C、Accm+30 —50C D 、T 再+30 —50C 6、常见的齿轮材料20CrMnTi 的最终热处理工艺应该是(D ) A、调质 B 、淬火+低温回火 C、渗碳 D 、渗碳后淬火+低温回火 7、常见的调质钢大都属于(B ) A、低碳低合金钢 B 、中碳低合金钢 C、高碳低合金钢 D 、低碳中合金钢 8 、某一中载齿轮决定用45 钢制造,其最终热处理采用下列哪种方案为宜( A、淬火+低温回火 B 、渗碳后淬火+ 低温回火

C、调质后表面淬火 D 、正火 9、某工件采用单相黄铜制造,其强化工艺应该是( C ) A、时效强化 B、固溶强化 C、形变强化 D、热处理强化 10 、在Fe-Fe3C 合金中,其平衡组织中含有二次渗碳量最多的合金的含碳量为( D ) A、0.0008% B 、0.021% C、0.77% D 、2.11% 11 、在Fe-Fe3C 合金的退火组织中,含珠光体量最多的合金的碳含量为( B ) A、0.02% B 、0.77% C、2.11% D 、4.3% 12 、下列钢经完全退火后,哪种钢可能会析出网状渗碳体( D ) A、Q235 B 、45 C、60Si2Mn D 、T12 13 、下列材料中不宜淬火的是(D ) A、GCr15 B 、W18Cr4V C、40Cr D 、YT15 14 、下列二元合金的恒温转变中,哪个是共析转变( C ) A、L+ a~^卩 B、L f a +卩 C、a +卩 D 、 a +宦丫 15 、下列合金钢中,耐蚀性最好的是(D ) A、20CrMnTi B 、40Cr B、W18Cr4V D 、1Cr18Ni9Ti 16 、下列合金中,哪种合金被称为巴氏合金(B )

工程材料习题及答案

第一部分 一、判断:(每题1.5分,共30分) 1、 Vk表示临界冷却速度。() 2、σb和σS都是判定材料强度的性能指标。 () 3、铁素体(F)和奥氏体(A)都属于固溶体。 () 4、共析钢的Wc=2.11%。() 5、高速钢不需要进行三次回火。() 6、灰铸铁中碳主要以片状石墨的形态存在。 () 7、大多数的合金元素加入钢中均使“C”曲线右移,淬透性提高。() 8、 HBS210-240为布氏硬度的正确标注方法。 () 9、正火与退火的主要区别是加热温度的不同。() 10、淬火后的钢必须立即进行回火。() 11、20钢的碳含量低于40钢。() 12、钢的质量高低是按磷和硫的含量多少来分。() 13、渗碳用钢一般属于中碳钢。() 14、金属由液态变为固态的过程称为结晶。 () 15、铁素体的塑性高于渗碳体。() 16、在Fe-Fe3C相图中,PSK线为共晶转变线。 () 17、晶粒越细小,钢的力学性能能越好。() 18、合金钢的力学性能低于非合金钢,且价格也低于非合金钢。() 19、球墨铸铁可以用热处理来强化。() 20、铸造主要用于内腔较简单的零件。() 二、填空 1、热处理主要分___________、___________和 ___________三个阶段。 2、珠光体是___________和___________的机械混合物。 3、在相图中,AECF线是___________、ES线是 ___________线。 4、若按含碳量来分,碳钢可分为 ___________________钢___________钢和___________钢。 三、作图(10分) 将常见的淬火方法画在“C”曲线示意图中并注明各属于哪中淬火。 四、填表 材料名称Wc(%)主要用途材料名称σb或σsMPa主要用途 制订CA6140主轴的加工工艺路线,并说明各热处理工序的作用 第二部分 一、判断题(25分) 1、灰铸铁的减震性能比钢好。() 2、铸造生铁专供炼钢所用。() 3、钢若按质量分类分为低碳钢、中碳钢、高碳钢。() 4、“C”曲线越靠右,钢的淬透性越好。() 5、淬火+高温回火为调质处理。() 6、含碳量越低钢的塑性、韧性就越好。() 7、Vk表示临界冷却速度。() 8、灰铸铁中碳主要以片状石墨形态存在。 () 9、共析钢的碳质量分数WC=2.11%。() 10、δb和δs都是判定材料强度的指标。 () 二、选择(10分) 1、下列牌号中哪个属于沸腾钢( ) A.Q345B B.08F C.W6Mo5Cr4V2A 2、下列哪种钢的淬透性最好( ) A.ZGMn13 B.W18Cr4V C.40Cr 3、制造汽车的后桥齿轮所选用的材料( ) A.20CrMnTi B.W18Cr4V C.60Si2Mn 4、制造一个内燃机曲轴,其毛坯成型方法应为( ) A.铸造 B.锻压 C.焊接 5、下列哪种组织的塑性最好( ) A.铁素体 B.渗碳体 C.马氏体 三、填表(20分) 四、为下列零件选材并制定其加工工艺路线(30分) 1、CA6140 车床主轴 2、解放牌载重汽车齿轮 五、为下列零件及用品选择合适的材料(15分)

流体力学泵与风机(教学大纲)

《流体力学泵与风机》课程教学大纲 课程简介 课程简介:本门课程讲述流体的基本概念和属性,尤其是流体与刚体和固体在力学行为方面的区别。以此为基础和出发点,介绍流体静平衡所遵循规律及点压和面压的计算方法,并以介绍流体运动的一系列基本概念为前提,推导出流体力学的三大基本方程。然后介绍管路系统的水力计算和流体孔口出流计算以及水击现象的基本概念,并介绍相似性原理和因次分析方法,讲述泵与风机工作原理及典型结构,了解泵与风机的实际运行知识,重点掌握如何选择泵与风机。 课程大纲 一、课程的性质与任务: 本课程是热能与动力工程、建筑环境与设备工程专业的主干技术基础课程之一,是学科基础课。本课程是研究流体的基本力学规律及其在工程(特别是本专业各类工程)中应用的一门学科。 本课程以流体力学基础为主,流体力学部分学生主要应掌握基本理论和计算方法,特别是一元流动的基本理论和计算方法,需要牢固掌握泵与风机结构、工作原理和运行维护知识。这为后续课程的学习提供必要基础知识和计算方法,同时,也为学生今后解决生产实际问题打下理论基础和技能准备。 二、课程的目的与基本要求: 本课程以讲述流体力学基本概念、基础知识和基本原理为主,特别 是一元流动的基本理论和计算方法,培养学生从纷繁复杂的流体运动中 突出主要矛盾、忽略次要矛盾、提炼力学模型的辩证唯物主义的科学思 维方法,着重培养学生解决工程问题的能力。了解流体力学课程的基本 内容及其在制冷、空调、建筑给排水、食品冷藏等工程中的应用,认识

到流体力学是热能与动力工程、建筑环境与设备工程专业的主要专业技术基础课。并通过一定数量习题和实验,使学生具有足够的感性认识和实际动手的能力。通过学习,能正确掌握本课程对各类流体力学问题的分析和处理方法。 三、面向专业: 热能与动力工程、建筑环境与设备工程 四、先修课程: 《高等数学》、《大学物理》、《工程数学》、《工程力学》等。 五、本课程与其它课程的联系: 本课程的先修课程:《高等数学》、《大学物理》、《工程数学》、《工程力学》等。与本课程之间联系是: 1)高等数学:本课程需要高等数学中微分学、积分学、场论等方面 的基础知识; 2)大学物理:大学物理中的力学、分子物理学和热力学以及振动和 波都是学习本课程的基础; 3)工程力学:工程力学是学习本课程的重要基础,特别是其中连续 介质取分离体的概念,应力的概念,受力分析与平衡方程式,牛 顿第二定理及动量定律等。 本课程的后续课程:《传热传质学》、《流体输配管网》、《暖通空调》、《制冷原理与设备》、《汽轮机》等,本课程是学好这些后续课程必备的专业基础。 六、教学内容安排、要求、学时分配及作业: 第一章绪论(4学时) 1.流体力学的研究对象、任务及应用(B); 2.作用在流体上的力(A); 3.流体的主要力学性质(A); 4.流体的力学模型(B)。 作业:P12—P13,习题1-3、1-7、1-9、1-12、1-14. 第二章流体静力学(8学时) 1.流体静压强及其特性(A);

工程材料习题详细解说

工程材料习题解说3 第一章土木工程材料的基本性质 1、试述材料成分、结构和构造对材料性质的影响? 参考答案:材料的成分对性质的影响:材料的组成及其相对含量的变化,不仅会影响材料的化学性质,还会影响材料的物理力学性质。材料的成分不同,其物理力学性质有明显的差异。值得注意的是,材料中某些成分的改变,可能会对某项性质引起较大的改变,而对其他性质的影响不明显。 材料的结构对性质的影响:材料的结构是决定材料物理性能的重要因素。可分为微观结构和细观结构。材料在微观结构上的差异影响到材料的强度、硬度、熔点、变形、导热性等性质,可以说材料的微观结构决定着材料的物理力学性能。 材料的构造对性质的影响:材料的构造主要是指材料的孔隙和相同或不同材料间的搭配。不同材料适当搭配形成的复合材料,其综合性能优于各个单一材料。材料的内部孔隙会影响材料的强度、导热性、水渗透性、抗冻性等。 总之,材料的组成、结构与构造决定了材料的性质。材料的组成、结构与构造的变化带来了材料世界的千变万化。 2、试述材料密度、表观密度、孔隙率的定义、测定方法及相互关系。密度与视密度的区别何在? 参考答案:密度ρ:是指材料在密实状态下单位体积的质量。测定方法:将材料磨细成粒径小于0.25mm的粉末,再用排液法测得其密实体积。用此法得到的密度又称“真密度”。 ρ:是指材料在自然状态下单位体积的质量。测定方法:对于外形规则的块表观密度 体材料,测其外观尺寸就可得到自然体积。对于外观不规则的块体材料,将其加工成规

则的块体再测其外观尺寸,或者采用蜡封排液法。 孔隙率P :材料中的孔隙体积与总体积的百分比。 相互关系:%10010???? ? ?? -=ρρP 密度与视密度区别:某些散粒材料比较密实,其内部仅含少量微小、封闭的孔隙,从工程 使用角度来说,不需磨细也可用排液法测其近似的密实体积,这样测得的密度称为“视密度”。 3、孔隙率及孔隙特征对材料的表观密度、强度、吸水性、抗渗性、抗冻性、导热性等性质有何影响? 参考答案:对表观密度的影响:材料孔隙率大,在相同体积下,它的表观密度就小。而且材 料的孔隙在自然状态下可能含水,随着含水量的不同,材料的质量 和体积均会发生变化,则表观密度会发生变化。 对强度的影响:孔隙减小了材料承受荷载的有效面积,降低了材料的强度,且应力在孔隙 处的分布会发生变化,如:孔隙处的应力集中。 对吸水性的影响:开口大孔,水容易进入但是难以充满;封闭分散的孔隙,水无法进入。当 孔隙率大,且孔隙多为开口、细小、连通时,材料吸水多。 对抗渗性的影响:材料的孔隙率大且孔隙尺寸大,并连通开口时,材料具有较高的渗透 性;如果孔隙率小,孔隙封闭不连通,则材料不易被水渗透。 对抗冻性的影响:连通的孔隙多,孔隙容易被水充满时,抗冻性差。 对导热性的影响:如果材料内微小、封闭、均匀分布的孔隙多,则导热系数就小,导热性差, 保温隔热性能就好。如果材料内孔隙较大,其内空气会发生对流,则 导热系数就大,导热性好。 4、材料的耐水性、吸水性、吸湿性、抗冻性、导热性、热容、抗渗性的含义是什么?

工程材料试题及答案.doc

工程材料 一、判断 1、合金渗碳钢经最终热处理后的组织全部是网火马氏体。(X) 2、热加工与冷加工的主要区别在于是否有加工强化现象产生。(X) 3、铸铁是含碳量小于2.11%的铁碳合金。(X) 4、二元共晶相图是指合金两组元在液态和固态均能无限互溶所构成的相图。(X) 5、感应加热表面淬火一般只改变钢件表面层的组织,而不改变心部组织。(J) 6、一个合金的室温组织为a + n + ( a + 8 ),则它由三相组成。(X ) 7、将金属加热到再结晶温度以上时,金属将发生网夏、再结晶及晶粒长大等变化o ( V) 8、金属在型性变形后产生的纤维组织能使金属具有各|何异性。(J) 9、碳钢的型性和强度都随着含碳量的增加而降低。(X) 10、金属的再结晶转变,也要经历形核与晶核长大的过程。(J) 二、选择适宜材料并说明常用的热处理方法(30分) 三、(20分)车床主轴要求轴颈部位硬度为HRC54—58,其余地方为HRC20—25,其加工路线为: 下* ----- ?锻造一A正火——A机加工——?调质 ------- A机加工(精) ----- ?轴颈表面淬火----- ?低温”1火------ 磨加工 指出:1、主轴应用的材料:45钢

2、正火的目的和大致热处理工艺细化晶粒,消除应力;加热到AC3+50C保温一段时间 空冷 3、调质目的和大致热处理工艺强度硬度塑性韧性达到良好配合淬火+高温回火 4、表面淬火目的提高轴颈表面硬度 5、低温回火目的和轴颈表面和心部组织。去除表面淬火热应力,表面M + A,心部S 回 四、选择填空(20分) 1、合金元素对奥氏体品粒长大的影响是(d) (a)均强烈阻止奥氏体晶粒长大(b)均强烈促进奥氏体晶粒长大 (c)无影响(d)上述说法都不全面 2、适合制造渗碳零件的钢有(c)0 (a) 16Mn、15、20Cr> 1CH3、12Cr2Ni4A (b) 45、40Cr、65Mn、T12 (c) 15、20Cr、18Cr2Ni4WA、20CrMnTi 3、要制造直径16mm的螺栓,要求整个截面上具有良好的综合机械性能,应选用(c ) (a) 45钢经正火处理(b) 60Si2Mn经淬火和+1温回火(c) 40Cr钢经调质处理 4、制造手用锯条应当选用(a ) (a) T12钢经淬火和低温回火(b) Crl2Mo钢经淬火和低温【门I火(c) 65钢淬 火后中温回火 5、高速钢的红硬性取决于(b ) (a)马氏体的多少(b)淬火加热时溶入奥氏体中的合金元素的景(c)钢中的碳含量 6、汽车、拖拉机的齿轮要求表面高耐磨性,中心有良好的强韧性,应选用(c ) (a) 60钢渗碳淬火后低温回火(b) 40Cr淬火后高温珂火(c) 20CrMnTi渗破 淬火后低温回火 7、65、65Mn、50CrV等属于哪类钢,其热处理特点是(c ) (a)工具钢,淬火+低温回火(b)轴承钢,渗碳+淬火+低温I口I火(c)弹簧钢,淬火+中温1门1火 8、二次硬化属于(d) (a)固溶强化(b)细晶强化(c)位错强化(d)第二相强化 9、lCrl8Ni9Ti奥氏体型不锈钢,进行固溶处理的目的是(b) (a)获得单一的马氏体组织,提高硬度和耐磨性 (b)获得单一的奥氏体组织,提高抗腐蚀性,防止晶间腐蚀(c)降低硬度,便于切削加工 10、推土机铲和坦克履带板受到严重的磨损及强烈冲击,应选择用(b ) (a) 20Cr渗碳淬火后低温回火(b) ZGMnl3—3经水韧处理(c) W18Cr4V淬火后低温回火 11、位错是一种。(①) %1线缺陷②点缺陷③面缺陷 12、纯铁在850C时为晶格。(①) %1体心立方②面心立方③密排六方 13、有些金属在固态下会发生晶体结构的变化,这种变化可以称为。(③) %1等温转变②变温转变③同素异构转变 14、共析钢过冷奥氏体在连续冷却时,有如下转变。(②) %1只有贝氏体和马氏体转变,而没有珠光体型转变 %1只有珠光体型和马氏体转变,而没有贝氏体转变 %1只有珠光体型和贝氏体转变,而没有马氏体转变

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