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传输原理课后习题答案

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传输原理课后习题答案

)(196034PaPP

)(7644)(g4545PahhPP

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：

ghg42油水PhP

b)ag2（水PPA

gb4水PPB

PagaPPPPPBA1.107942水

2-8一水压机如图2.26所示。已知大活塞直径D＝11.785cm，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。 22232DF2dFgh

解：由杠杆原理知小活塞上受的力为F3：aFbF3

由流体静力学公式知：

2223)2/()2/(DFghdF

∴F2=1195.82N

2-10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：建立如图所示坐标系oxy，o点在自由液面上，y轴沿着盖板壁面斜向下，盖板面为椭圆面，在面上取微元面dA,纵坐标为y，淹深为h=y *

sin θ,微元面受力为

AgyAghFdsindd

板受到的总压力为

AhAygAgFccAAsinydsindF

盖板中心在液面下的高度为

hc=d/2+h0=2.3m,yc=a+h0/sin45°

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 ：

X=d=0.6m,由理论力学平衡理论知，当闸门刚刚转动时，力F和T对铰链的力矩代数和为零，即：

0TxlFM

故T=6609.5N

2-14有如图2.32所示的曲管AOB。OB段长L1＝0.3m，∠AOB=45°，AO垂直放置，B端封闭，管中盛水，其液面到O点的距离L2＝0.23m，此管绕AO轴旋转。问转速为多少时，B点的压强与O点的压强相同?OB段中最低的压强是多少?位于何处?

解：盛有液体的圆筒形容器绕其中心轴以等角速度ω旋转时，其管内相对静止液体压强分布为：

zrPP2220 44.045sin0445sin1245sinhAJ30cabhabadyylcc

以A点为原点，OA为Z轴建立坐标系

O点处面压强为20glPPa

B处的面压强为gZPPaB2r22

其中：Pa为大气压。21145cos,45sLLZinLr

当PB=PO时ω=9.6rad/s

OB中的任意一点的压强为

)(2r222LrgPPa

对上式求P对r的一阶导数并另其为0得到，2gr

即OB中压强最低点距O处mrL15.045sin

代入数据得最低压强为Pmin=103060Pa

第三章习题（吉泽升版）

3.1已知某流场速度分布为 ，试求过点(3，1，4)的流线。

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： 3,3,2zuyuxuzyx

即：

求解微分方程得过点(3,1,4)的流线方程为：

3.2试判断下列平面流场是否连续?

解：由不可压缩流体流动的空间连续性方程（3-19，20）知： ，

当x=0，1，或y=k π （k=0，1，2，……）时1)3(1)2(33yzyxyxuyxyxcos3,sinu33yxyyyxxxxyxsin13sinsin32323

连续。

3.4三段管路串联如图3.27所示，直径d1=100 cm，d2=50cm，d3＝25cm，已知断面平均速度v3＝10m/s，求v1,v2，和质量流量(流体为水)。

解：可压缩流体稳定流时沿程质量流保持不变，

故：

质量流量为：

3.5水从铅直圆管向下流出，如图3.28所示。已知管直径d1＝10 cm，管口处的水流速度vI＝1.8m/s，试求管口下方h＝2m处的水流速度332211QAvAvAvvAsmAAv/625.0v1331m/s5.22332AAvvsA/Kg490vQM33•水

v2，和直径d2。

解：以下出口为基准面，不计损失，建立上出口和下出口面伯努利方程：

代入数据得：v2=6.52m/s

由 得:d2=5.3cm

3.6水箱侧壁接出一直径D＝0.15m的管路，如图3.29所示。已知h1＝2.1m，h2=3.0m,不计任何损失，求下列两种情况下A的压强。(1)管路末端安一喷嘴，出口直径d=0.075m；(2)管路末端没有喷嘴。

解：以A面为基准面建立水平面和A面的伯努利方程：

以B面为基准，建立A,B面伯努利方程：

（1）当下端接喷嘴时，

解得va=2.54m/s, PA=119.4KPa

（2）当下端不接喷嘴时，

解得PA=71.13KPa

3.7如图3.30所示，用毕托管测量气体管道轴线上的流速Umax，毕托管与倾斜(酒精)微压计相连。已知d=200mm，sinα=0.2，L=75mm，酒精密度ρ1=800kg／m3，气体密度ρ2＝1.66Kg/m3；Umax=1.2v(v为平均速度)，求气体质量流量。 gvPgvPhaa20222212211vAvAgvPPhaAa2002D21abAaPgvPgvh2022D222bbaaAvAvbavv

解：此装置由毕托管和测压管组合而成，沿轴线取两点，A(总压测点），测静压点为B，过AB两点的断面建立伯努利方程有：

其中ZA=ZB, vA=0,此时A点测得

的是总压记为PA*，静压为PB

不计水头损失，化简得

由测压管知：

由于气体密度相对于酒精很小，可忽略不计。

由此可得

气体质量流量:

代入数据得M=1.14Kg/s

3.9如图3.32所示，一变直径的管段AB，直径dA=0.2m，dB=0.4m，高差h=1.0m，用压强表测得PA＝7x104Pa，PB＝4x104Pa，用流量计测得管中流量Q=12m3/min，试判断水在管段中流动的方向，并求损失水头。

解:由于水在管道内流动具有粘性，沿着流向总水头必然降低，故比较A和B点总水头可知管内水的流动方向。

ggv2vPZ2PZ2AAA2maxBB气气2maxB*A21P-Pv气agLcosP-PB*A气酒精21maxcos2agLvAvA2.1vMmax22smvsmvsAvvbabbaa/592.1,/366.6)/m(6012QA3mgv2.92P0H2aAAmgvh2.52PH2bBB

即：管内水由A向B流动。

以过A的过水断面为基准，建立A到B的伯努利方程有：

代入数据得，水头损失为hw=4m

第九章 导 热

1. 对正在凝固的铸件来说，其凝固成固体部分的两侧分别为砂型（无气隙）及固液分界面，试列出两侧的边界条件。

解：有砂型的一侧热流密度为

常数，故为第二类边界条件，

即τ＞0时),,,(ntzyxqT

固液界面处的边界温度为常数， 故为第一类边界条件，即

τ＞0时Τw=f(τ)

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

3. 用一平底锅烧开水，锅底已有厚度为3mm的水垢，其热导率λ为1W/(m · ℃)。已知与水wbahgvhgv2P2P02B2A

相接触的水垢层表面温度为111 ℃。通过锅底的热流密度q为42400W/m2，试求金属锅底的最高温度。

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

CqT032.127110342400

T121ttt111℃， 得 1t=238.2℃

4. 有一厚度为20mm的平面墙，其热导率λ为1.3W/(m·℃)。为使墙的每平方米热损失不超过1500W，在外侧表面覆盖了一层λ为0.1 W/(m·℃)的隔热材料，已知复合壁两侧表面温 度分布750 ℃和55 ℃，试确定隔热层的厚度。

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

1500221121TT

15001.03.102.0557502

得mm8.442

6. 冲天炉热风管道的内/外直径分别为160mm和170mm，管外覆盖厚度为80mm的石棉隔热层，管壁和石棉的热导率分别为λ1=58.2W/(m

℃)，λ2=0.116W/(m℃)。已知管道内表面温度为240 ℃ ，石棉层表面温度为40 ℃ ，求每米长管道的热损失。

解：由多层壁圆管道导热热流量公式（9-22）知

CTo2401,2.58,33.0,17.0,16.0,40132103mdmdmdCT116.02

所以每米长管道的热损失为mwllddlddlTTlnnnn/6.219718.5001.020014.32116.017.033.02.5816.017.0)40240(14.32)(222311231

7．解：

查表,00019.01.2t已知CCCtmmm000975)3001650(21,37.0370

2/07.833837.028525.2)3001650(,285525.297500019.01.2mwTq

8. 外径为100mm的蒸汽管道覆盖隔热层采有密度为20Kg/m3的超细玻璃棉毡，已知蒸汽管外壁温度为400℃，要求隔热层外壁温度不超过50℃，而每米长管道散热量小于163W，试确定隔热层的厚度。

解：已知.163,50,1.0,400211wLCtmdCtoo

查附录C知超细玻璃棉毡热导率

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光纤通信课后习题参考答案

光纤通信课后习题参考答案

光纤通信课后习题答案

第一章习题参考答案

1、第一根光纤是什么时候出现的？其损耗是多少？

答：第一根光纤大约是1950年出现的。传输损耗高达1000dB/km左右。

2、试述光纤通信系统的组成及各部分的关系。

答：光纤通信系统主要由光发送机、光纤光缆、中继器和光接收机组成。

系统中光发送机将电信号转换为光信号，并将生成的光信号注入光纤光缆，调制过的光信号经过光纤长途传输后送入光接收机，光接收机将光纤送来的光信号还原成原始的电信号，完成信号的传送。

中继器就是用于长途传输时延长光信号的传输距离。

第二章 光纤和光缆

1．光纤是由哪几部分组成的？各部分有何作用？

答：光纤是由折射率较高的纤芯、折射率较低的包层和外面的涂覆层组成的。纤芯和包层是为满足导光的要求；涂覆层的作用是保护光纤不受水汽的侵蚀和机械擦伤，同时增加光纤的柔韧性。

2．光纤是如何分类的？阶跃型光纤和渐变型光纤的折射率分布是如何表示的？

答：（1）按照截面上折射率分布的不同可以将光纤分为阶跃型光纤和渐变型光纤；按光纤中传输的模式数量，可以将光纤分为多模光纤和单模光纤；按光纤的工作波长可以将光纤分为短波长光纤、长波长光纤和超长波长光纤；按照ITU-T关于光纤类型的建议，可以将光纤分为G.651光纤（渐变型多模光纤）、G.652光纤（常规单模光纤）、G.653光纤（色散位移光纤）、G.654光纤（截止波长光纤）和G.655（非零色散位移光纤）光纤；按套塑（二次涂覆层）可以将光纤分为松套光纤和紧套光纤。

（2）阶跃型光纤的折射率分布

渐变型光纤的折射率分布

7．均匀光纤纤芯和包层的折射率分别为n1=1.50，n2=1.45，光纤的长度L=10Km。试求：

（1）光纤的相对折射率差Δ；

（2）数值孔径NA；

（3）若将光纤的包层和涂敷层去掉，求裸光纤的NA和相对折射率差Δ。 解：（1）＝n1-n2

（2）

（3）若将光纤的包层和涂敷层去掉，则相当于包层的折射率n2=1，则

最全第三版通信原理_蒋青_于秀兰版_(1-6章答案)

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第一章 绪论

课后习题详解

1-1

解：每个消息的平均信息量为

222111111()log2loglog448822Hx =1.75bit/符号

1-2

解：（1）两粒骰子向上面的小圆点数之和为3时有（1，2）和（2，1）两种可能，总的组合数为116636CC，则圆点数之和为3出现的概率为

3213618p 故包含的信息量为

2321(3)loglog4.17()18Ipbit （2）小圆点数之和为7的情况有（1，6）（6，1）（2，5）（5，2）（3，4）（4，3），则圆点数之和为7出现的概率为

761366p 故包含的信息量为

2721(7)loglog2.585()6Ipbit 1-3

解：（1）每个字母的持续时间为210ms，所以字母传输速率为

4315021010BRBaud 不同字母等可能出现时，每个字母的平均信息量为

2()log42Hx bit/符号

平均信息速率为

4()100bBRRHx bit/s

（2）每个字母的平均信息量为

222211111133()loglogloglog5544441010Hx =1.985 bit/符号

所以平均信息速率为

4()99.25bBRRHx (bit/s)

1-4

解：（1）根据题意，可得：

23(0)log(0)log1.4158IP 比特

21(1)log(1)log24IP 比特 21(2)log(2)log24IP 比特

通信原理各章习题集的答案

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- 1 - 第一章 通信系统概论

一 填空选择题

1.数字通信系统的主要优点是 __抗干扰能力强噪声不积累 、差错可控、容易加密_、可实现综合化（便于集成）等_。

2.通信系统的主要质量指标通常用_有效性_和可靠性_衡量， FSK系统指标具体用_传输速率（传码率、传信率）和_差错率（误码率、误信率）_衡量，FM/PM系统具体指标用_有效传输频带 和_信噪比_衡量。

3.已知二进制数字信号在2分钟内共传送72000个码元，0、1码等概率出现，则码元速率为600B，信息速率为600b/s；传送1小时后，接收到的错码为216个，其误码率为10-4；若保持码元速率不变，变换为8进制传输，每个码元所含信息量为3 ，信息速率为1800b/s。

4.通信是指消息由一地向另一地进行＿＿＿＿＿＿，主要质量指标是＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿,它们在数字通信系统中具体为＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿。

5.在码元速率相同的条件下，16进制数字调制系统的信息速率是二进制的4 倍。

6.按传输媒介，通信系统可分为有线通信系统、无线通信系统。

7.数字通信系统的有效性指标包括 ( D )

A.信息传输速率 B.符号传输速率 C.频带利用率 D.以上都包括

8.在码元速率相同条件下，m进制数字调制系统的信息速率是二进制的 log2m倍。

9．通信系统按其传输信号形式分可分为模拟通信系统和数字通信系统 。

10.通信系统按信道中传输的信号不同分为模拟通信系统 和

数字通信系统

11.衡量通信系统主要指标是有效性和可靠性，前者主要是消息传输速率问题，而后者是指消息传输的 质量问题。

12．设有四个信息A、B、C、D分别以概率1/4、1/8、1/8、1/2传送，每个消息出现是相互独立的，其平均信息量H=__1.75b/符号__。

13.设有4个消息符号，其出现概率是21、41、81、81各消息符号出现是相对独立的，该符号集的平均信息量为 1.75b/符号 。

光纤通信课后习题解答参考答案

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1 思考题参考答案

1、SDH帧由哪几部分组成？SDH有哪些显著特点？

答：SDH帧由净负荷，管理单元指针和段开销三部分组成。

SDH主要优点有：高度标准化的光接口规范、较好的兼容性、灵活的分插功能、强大的网络管理能力和强大的自愈功能。其缺点有：频带利用率不如PDH高、设备复杂性增加、网管系统的安全性能要求高。

2、根据帧结构，计算STM-1、STM-4的标称速率。

解：STM-1的标称速率：

一帧的比特数：9×270×8＝19440（比特），传送一帧所用时间为125μs，故标称速率为：19440/(125×10－6)＝155520（kb/s）。

STM-4的标称速率：

STM-4帧为9行，270×4列，传送一帧所用时间为125μs。可以看出STM-4的列数是STM－1的4倍，其余都一样，所以：STM－4的标称速率为： 155520×4＝622080（kb/s）

3、STM-N帧长、帧频、周期各为多少？帧中每个字节提供的通道速率是多少？

答：STM-N帧长为9×270N×8比特，帧频8000帧/秒，周期为125μs。

帧中每个字节提供的通道速率为：8比特/帧×8000帧/秒＝64kb/s。

4、段开销分几部分？每部分在帧中的位置如何？作用是什么？

答：段开销分为再生段开销和复用段开销两部分。

再生段开销位于STM-N帧中的1~3行的1~9×N列，用于帧定位，再生段的监控、维护和管理。

复用段开销分布在STM-N帧中的5~9行的1~9×N列，用于复用段的监控、维护和管理。

5、管理单元指针位于帧中什么位置？其作用是什么？

答：管理单元指针存放在帧的第4行的1~9×N列，用来指示信息净负荷的第一个字节在STN-N帧内的准确位置，以便正确地分出所需的信息。

6、简述2.048Mbit/s信号到STM-1的映射复用过程。

答：2.048Mbit/s信号经过C-12、VC-12、TU-12、TUG-2、TUG-3、VC-4、AU-4和AUG-1映射复用成STM-1的成帧信号。