流体力学龙天渝气体射流
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流体力学第二版龙天渝课后答案【篇一:流体力学_龙天渝_建环专业课程教案】>(建筑环境与设备工程专业)第一章绪论1.本章的教学目标及基本要求本章为绪论,涉及到流体的定义、作用在流体上的力、流体的基本物理性质和流体的力学模型。
通过本章的教学,要求学生了解流体力学在本学科及相关工程技术领域内的地位和作用,掌握流体与固体的典型区别,连续介质模型、不可压缩流体和理想流体的定义,了解流体的主要物理性质;掌握流体的受力分析方法,能够正确应用牛顿内摩擦定律分析解决液膜条件下流体的运动及及其与固体间的相互作用问题。
2.本章各节教学内容(列出节名)及学时分配本章教学内容分2单元,每单元2学时? 单元1:流体力学在本学科中的地位和作用,流体的定义与特点,,作用在流体上的力;流体的惯性, 流体的粘性;习题1-1, 4? 单元2:流体的粘性,压缩性与膨胀性, 不可压缩流体和理想流体的概念,流体的连续介质模型;习题1-7,8,123.本章教学内容的重点和难点本章的重点是:本章的教学任务是让学生初步建立起流体及流体力学的基本概念,重点放在流体与固体的本质区别,描述流体的基本模型及流体的主要物理性质。
本章的难点是:熟练、正确进行受力分析;正确运用牛顿内摩擦定律分析求解液膜条件下流体的运动及及其与固体间的相互作用问题。
4. 本章教学内容的深化和拓宽:介绍不可压缩流体的概念及其工程应用意义,说明粘性的外部特性与内部特性的区别。
5.本章教学方式(手段)及教学过程中应注意的问题;本章涉及到较多的物理基本概念,注意时刻提醒学生从最基本的物理现象出发去理解和把握物理概念,在受力分析及应用过程中注意结合以往课程的内容和知识,帮助学生逐步建立将所学知识与工程实际应用相结合的思维习惯。
教学方式以课堂教学为主。
6.本章的主要参考书目:? clayton t.crowe, donald f. elger and john a. roberson. engineering fluid mechanics. 7th ed. new york: john wiley sons,2001? vennard j k and r l street. elementary fluid mechanics. 6th ed. new york: john wiley sons,19827.本章的思考题和习题:习题1-1,4,7,8,12单元 11.教学内容:流体力学在本专业中的作用, 流体的定义,惯性、压缩性与膨胀性? 了解流体力学在学科中的地位和作用;? 明确流体的定义;? 了解流体的特点及流体的连续介质模型;? 了解流体惯性的度量方法;? 了解流体的压缩性与膨胀性的定义及数量级;? 明确不可压缩流体的概念。
第十一章气体射流一、学习指导1 射流结构(核心区与边界层;主体段与起始段)射流为紊流型,紊流的横向脉动造成射流与周围介质之间不断发生质量流量、射流的横断面沿x方向不断增加,形成了向周围扩散的锥体状流动场。
2 射流过渡段断面的射流速度仍然是均匀的。
沿x方向流动,射流不断带入周围介质,不仅是边界扩张,而且使射流主体的速度逐渐降低。
速度为u0的部分(如图A0D锥体)称为射流核心,其余部分速度小于u0 。
称为边界层。
显然,射流边界层从出口开始沿射程不断的向外扩散,带动周围介质进入边界层,同时向射流中心扩展,至某一距离处,边界层扩展到射流轴心线,核心区消失,只有轴心点上速度为。
射流这一断面称为过渡断面或转折断面。
3 射流的起始段与主体段以过渡断面为界,出口断面至过渡断面称为射流起始段。
过渡断面以后称为主体段。
二、难点分析1 射流的断面平均流速与质量平均流速 断面平均流速1Qv A =,表示射流断面的算术平均值。
质量平均流速定义为:用v 2乘以质量即得真实动量,002Q v Qv ρρ= 2 温差射流与浓差射流三、习题详解【1】 某车间温度为380C ,装有圆喷口空气淋浴设备,送风温度为250C ,风口距地面高度为4米,希望在地面上1.5米处造成一个直径为1.5米的工作区,求工作区中心温度为多少?(080.a =) 【解】 m .a r .S n 59067100==⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=14708600.d as .d Dm .d 1400=2240147035000..d .T T m =+=∆∆ 922.T m -=∆35m t C =【2】 室外空气的射流由位于热车间外墙上离地板7.0m 处的小孔口送入,孔口的尺寸,高0.35m,长12m ,室外空气的温度为-100C 室内空气温度为+200C 射流初速度为2m/s ,求地板上的温度。
假定a=0.12,射流轴心着地。
【解】()252020502260.x a a .T T Ar y e +=2020-==b yy080.Ar = 0610.T T e=m .x s 058==424041003210..b as.T T m=+=∆∆C .t o m 287=【3】 已知空气淋浴喷口直径00.3D m =,要求工作区的射流半径为1.2m ,质量平均流速为3m/s,,设紊流系数0.08α=,求: (1)喷口和工作区的距离s ;(2)喷口流量0Q 【解】(1) 由射流主体段公式000.086.80.147 6.870.1470.30.30.5440.3as s D D D s ⎛⎫⎛⎫=+=+⨯ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭=+ 0.3 2.40.3 3.860.5440.544D s m--===起始段长度00.30.3360.336 1.260.08n D s m s al ===<工作区在射流主体段。
第十一章气体射流一、学习指导1 射流结构(核心区与边界层;主体段与起始段)射流为紊流型,紊流的横向脉动造成射流与周围介质之间不断发生质量流量、射流的横断面沿x方向不断增加,形成了向周围扩散的锥体状流动场。
2 射流过渡段断面的射流速度仍然是均匀的。
沿x方向流动,射流不断带入周围介质,不仅是边界扩张,而且使射流主体的速度逐渐降低。
速度为u0的部分(如图A0D锥体)称为射流核心,其余部分速度小于u0 。
称为边界层。
显然,射流边界层从出口开始沿射程不断的向外扩散,带动周围介质进入边界层,同时向射流中心扩展,至某一距离处,边界层扩展到射流轴心线,核心区消失,只有轴心点上速度为。
射流这一断面称为过渡断面或转折断面。
3 射流的起始段与主体段以过渡断面为界,出口断面至过渡断面称为射流起始段。
过渡断面以后称为主体段。
二、难点分析1 射流的断面平均流速与质量平均流速 断面平均流速1Qv A =,表示射流断面的算术平均值。
质量平均流速定义为:用v 2乘以质量即得真实动量,002Q v Qv ρρ= 2 温差射流与浓差射流三、习题详解【1】 某车间温度为380C ,装有圆喷口空气淋浴设备,送风温度为250C ,风口距地面高度为4米,希望在地面上1.5米处造成一个直径为1.5米的工作区,求工作区中心温度为多少?(080.a =) 【解】 m .a r .S n 59067100==⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=14708600.d as .d Dm .d 1400=2240147035000..d .T T m =+=∆∆ 922.T m -=∆35m t C =【2】 室外空气的射流由位于热车间外墙上离地板7.0m 处的小孔口送入,孔口的尺寸,高0.35m,长12m ,室外空气的温度为-100C 室内空气温度为+200C 射流初速度为2m/s ,求地板上的温度。
假定a=0.12,射流轴心着地。
【解】()252020502260.x a a .T T Ar y e +=2020-==b yy080.Ar = 0610.T T e=m .x s 058==424041003210..b as.T T m=+=∆∆C .t o m 287=【3】 已知空气淋浴喷口直径00.3D m =,要求工作区的射流半径为1.2m ,质量平均流速为3m/s,,设紊流系数0.08α=,求: (1)喷口和工作区的距离s ;(2)喷口流量0Q 【解】(1) 由射流主体段公式000.086.80.147 6.870.1470.30.30.5440.3as s D D D s ⎛⎫⎛⎫=+=+⨯ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭=+ 0.3 2.40.3 3.860.5440.544D s m--===起始段长度00.30.3360.336 1.260.08n D s m s al ===<工作区在射流主体段。
流体力学第二版龙天渝课后答案【篇一:流体力学_龙天渝_建环专业课程教案】>(建筑环境与设备工程专业)第一章绪论1.本章的教学目标及基本要求本章为绪论,涉及到流体的定义、作用在流体上的力、流体的基本物理性质和流体的力学模型。
通过本章的教学,要求学生了解流体力学在本学科及相关工程技术领域内的地位和作用,掌握流体与固体的典型区别,连续介质模型、不可压缩流体和理想流体的定义,了解流体的主要物理性质;掌握流体的受力分析方法,能够正确应用牛顿内摩擦定律分析解决液膜条件下流体的运动及及其与固体间的相互作用问题。
2.本章各节教学内容(列出节名)及学时分配本章教学内容分2单元,每单元2学时? 单元1:流体力学在本学科中的地位和作用,流体的定义与特点,,作用在流体上的力;流体的惯性, 流体的粘性;习题1-1, 4? 单元2:流体的粘性,压缩性与膨胀性, 不可压缩流体和理想流体的概念,流体的连续介质模型;习题1-7,8,123.本章教学内容的重点和难点本章的重点是:本章的教学任务是让学生初步建立起流体及流体力学的基本概念,重点放在流体与固体的本质区别,描述流体的基本模型及流体的主要物理性质。
本章的难点是:熟练、正确进行受力分析;正确运用牛顿内摩擦定律分析求解液膜条件下流体的运动及及其与固体间的相互作用问题。
4. 本章教学内容的深化和拓宽:介绍不可压缩流体的概念及其工程应用意义,说明粘性的外部特性与内部特性的区别。
5.本章教学方式(手段)及教学过程中应注意的问题;本章涉及到较多的物理基本概念,注意时刻提醒学生从最基本的物理现象出发去理解和把握物理概念,在受力分析及应用过程中注意结合以往课程的内容和知识,帮助学生逐步建立将所学知识与工程实际应用相结合的思维习惯。
教学方式以课堂教学为主。
6.本章的主要参考书目:? clayton t.crowe, donald f. elger and john a. roberson. engineering fluid mechanics. 7th ed. new york: john wiley sons,2001? vennard j k and r l street. elementary fluid mechanics. 6th ed. new york: john wiley sons,19827.本章的思考题和习题:习题1-1,4,7,8,12单元 11.教学内容:流体力学在本专业中的作用, 流体的定义,惯性、压缩性与膨胀性? 了解流体力学在学科中的地位和作用;? 明确流体的定义;? 了解流体的特点及流体的连续介质模型;? 了解流体惯性的度量方法;? 了解流体的压缩性与膨胀性的定义及数量级;? 明确不可压缩流体的概念。
第三章 一元流体动力学基础1.直径为150mm 的给水管道,输水量为h kN /7.980,试求断面平均流速。
解:由流量公式vA Q ρ= 注意:()vA Q s kg h kN ρ=⇒→// A Q v ρ=得:s m v /57.1= 2.断面为300mm ×400mm 的矩形风道,风量为2700m 3/h,求平均流速.如风道出口处断面收缩为150mm ×400mm,求该断面的平均流速解:由流量公式vA Q = 得:A Q v = 由连续性方程知2211A v A v = 得:s m v /5.122=3.水从水箱流经直径d 1=10cm,d 2=5cm,d 3=2.5cm 的管道流入大气中. 当出口流速10m/ 时,求(1)容积流量及质量流量;(2)1d 及2d 管段的流速解:(1)由s m A v Q /0049.0333==质量流量s kg Q /9.4=ρ(2)由连续性方程:33223311,A v A v A v A v ==得:s m v s m v /5.2,/625.021==4.设计输水量为h kg /294210的给水管道,流速限制在9.0∽s m /4.1之间。
试确定管道直径,根据所选直径求流速。
直径应是mm 50的倍数。
解:vA Q ρ= 将9.0=v ∽s m /4.1代入得343.0=d ∽m 275.0∵直径是mm 50的倍数,所以取m d 3.0=代入vA Q ρ= 得m v 18.1=5.圆形风道,流量是10000m 3/h,,流速不超过20 m/s 。
试设计直径,根据所定直径求流速。
直径规定为50 mm 的倍数。
解:vA Q = 将s m v /20≤代入得:mm d 5.420≥ 取mm d 450=代入vA Q = 得:s m v /5.17=6.在直径为d 圆形风道断面上,用下法选定五个点,以测局部风速。
设想用和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。