材料加工冶金传输原理第十六章(吴树森版)
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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、易於流动的物质。
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。
2、在图所示的虹吸管中,已知 H1=2m , H2=6m ,管径D=15mm ,如果不计损失,问 S 处的压强应为多大 时此管才能吸水?此时管内流速u 2及流量Q 各为若干?(注意:管B 端并未接触水面或探入水中)解:选取过水断面 1-1、2-2及水准基准面 O-O ,列1-1面(水面)到2-2面的贝努利方程再选取水准基准面 O' -O',列过水断面2-2及3-3的贝努利方程(B) 因V2=V3 由式(B)得(P 1 P 2)用U 形管中液柱表示,所以 Q A 2)2gh(A)—(0.1)2 ;2 9.81 °.2 (13.552103 1 103)0.074 (m 3/s)[1 (A 2)2]4103 (1 (CL)2)&10.15式中 、——被测流体和U 形管中流体的密度如图6-3 17(a)所示,为一连接水泵出口的压力水管,直径 d=500mm 弯管与水准的夹角 45° ,水流流过 弯管时有一水准推力,为了防止弯管发生位移,筑一混凝土镇墩使管道固定。
若通过管道的流量s,断面1-1和2-2中心点的压力 P1相对=108000N/肝,P2相对=105000N/肝。
试求作用在镇墩上的力。
[解]如图6 3 17(b)所示,取弯管前彳爰断面 1 — 1和2-2流体为分离体,现分析分离体上外力和动量变化5、有一文特利管(如下图),已知d 1 15cm, d 2=10cm,水银差压偏亦E 若不计阻力损失,求常温(20 C)下,通过文氏管的水0最1 * I解:在喉部入口前的直管截面1和喉部截面2处测量跚力另2P —const 可建立有关此截面的伯努利方程: 22V 1 2侦 P 22根据连续性方程,截面1和2上的截面积A I 和A 2与流体流速V I 和V 2的关系式为二二二所以V 22( P 1 P 2) A 2 2,° (J图也丁吸管 C/ 、通过管子的流体流量为 Q A 2(P1 P 2)[1 (A 2)2】iA 1设管壁对流体的作用力 R,动量方程在x 轴的投影为:动量方程在x 轴的投影为:镇墩对流体作用力的合力 R 的大小及方向为:流体对镇墩的作用力 P 与R 的大小相等方向相反。
第一章 流体的主要物理性质1-1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。
2、在图3.20所示的虹吸管中,已知H1=2m ,H2=6m ,管径D=15mm ,如果不计损失,问S 处的压强应为多大时此管才能吸水?此时管流速υ2及流量Q 各为若干?(注意:管B 端并未接触水面或探入水中)解:选取过水断面1-1、2-2及水平基准面O-O ,列1-1面(水面)到2-2面的贝努利程再选取水平基准面O ’-O ’,列过水断面2-2及3-3的贝努利程(B) 因V2=V3 由式(B)得 图3.20 虹吸管gpH gpa 220222121υγυγ++=++gppa 22222υγγ++=gp g p H H a 202)(2322221υγυγ++=+++ggp2102823222υυγ+=++)(28102水柱m p=-=γ)(19620981022a p p =⨯=)/(85.10)410(8.92)2(222s m ppg a =-⨯=--=γγυ)/(9.1)/(0019.085.104)015.0(3222s L s m A Q ==⨯⨯==πυ5、有一文特利管(如下图),已知d 1 =15cm ,d 2=10cm ,水银差压计液面高差∆h =20cm 。
若不计阻力损失,求常温(20℃)下,通过文氏管的水的流量。
解:在喉部入口前的直管截面1和喉部截面2处测量静压力差p 1和p 2,则由式const v p=+22ρ可建立有关此截面的伯努利程: ρρ22212122p v p v +=+ 根据连续性程,截面1和2上的截面积A 1和A 2与流体流速v 1和v 2的关系式为2211v A v A =所以 ])(1[)(2212212A A p p v --=ρ 通过管子的流体流量为 ])(1[)(2212212A A p p A Q --=ρ )(21p p -用U 形管中液柱表示,所以074.0))15.01.0(1(10)1011055.13(2.081.92)1.0(4])(1[)(22223332212'2=-⨯⨯-⨯⨯⨯⨯=--∆=πρρρA A h g A Q (m 3/s)式中 ρ、'ρ——被测流体和U 形管中流体的密度。
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。
2、在图3.20所示的虹吸管中,已知H1=2m ,H2=6m ,管径D=15mm ,如果不计损失,问S 处的压强应为多大时此管才能吸水?此时管内流速υ2及流量Q 各为若干?(注意:管B 端并未接触水面或探入水中)解:选取过水断面1-1、2-2及水平基准面O-O 1-1面(水面)到2-2面的贝努利方程再选取水平基准面O ’-O ’,列过水断面2-2及3-3的贝努利方程(B) 因V2=V3 由式(B)得 图3.20 虹吸管gpH gpa 220222121υγυγ++=++gppa 22222υγγ++=gp g p H H a 202)(2322221υγυγ++=+++ggp2102823222υυγ+=++)(28102水柱m p=-=γ)(19620981022a p p =⨯=)/(85.10)410(8.92)2(222s m ppg a =-⨯=--=γγυ)/(9.1)/(0019.085.104)015.0(3222s L s m A Q ==⨯⨯==πυ5、有一文特利管(如下图),已知d 1 =15cm ,d 2=10cm ,水银差压计液面高差∆h =20cm 。
若不计阻力损失,求常温(20℃)下,通过文氏管的水的流量。
解:在喉部入口前的直管截面1和喉部截面2处测量静压力差p 1和p 2,则由式const v p =+22ρ可建立有关此截面的伯努利方程: ρρ22212122p v p v +=+ 根据连续性方程,截面1和2上的截面积A 1和A 2与流体流速v 1和v 2的关系式为2211v A v A =所以 ])(1[)(2212212A A p p v --=ρ 通过管子的流体流量为 ])(1[)(2212212A A p p A Q --=ρ )(21p p -用U 形管中液柱表示,所以074.0))15.01.0(1(10)1011055.13(2.081.92)1.0(4])(1[)(22223332212'2=-⨯⨯-⨯⨯⨯⨯=--∆=πρρρA A h g A Q (m 3/s)式中 ρ、'ρ——被测流体和U 形管中流体的密度。
《冶金传输原理》吴铿编质量传输习题参考答案第十六章习题参考答案(仅限参考)1. 解:(1)44444262638382290.27%CH CH CH CH CH C H C H C H C H CO CO y M y M y M y M y M ω==+++(2)44262638382216.82CH CH C H C H C H C H CO CO M y M y M y M y M =+++= (3)4449.6210CH CH p y p Pa ==?2. 解:52AB 1/31/3A B1.5610/D m s p V V -==?+3. 解:CH 4的扩散体积24.42,H2的扩散体积7.072AB 1/31/3A B3.1910/D m s p V V ==?+-54. 解:(1)22222222 3.91/CO CO O O H O H O N N v v v v v m s ωωωω=+++= (2)22222222 4.07/m CO CO O O H O H O N N v y v y v y v y v m s =+++= (3)()()()22222220.212/CO CO CO CO CO CO M p kg m s RT ρ=-=-=-?j υυυυ (4)()()()2222225.33/CO CO CO CO m CO m p c mol m s RT=-=-=-?J υυυυ5. 解:(1)21% (2)21%(3)15.46pVm nM M kg RT === (4)230.117/O mkg m V ρ==(5)230.378/N mkg m V ρ==(6)30.515/mkg m Vρ==空气(7)317.4/c mol m Mρ==空气空气(8)29.6g/mol(9)2247.910N N p y p Pa ==?6. 证明:A A A A AA A AB B A A B Bm n M x M m n M n M x M x M ω===++ 得证。
第一章 流體的主要物理性質1-1何謂流體,流體具有哪些物理性質?答:流體是指沒有固定的形狀、易於流動的物質。
它包括液體和氣體。
流體的主要物理性質有:密度、重度、比體積壓縮性和膨脹性。
2、在圖所示的虹吸管中,已知H1=2m ,H2=6m ,管徑D=15mm ,如果不計損失,問S 處的壓強應為多大時此管才能吸水?此時管內流速υ2及流量Q 各為若干?(注意:管B 端並未接觸水面或探入水中)解:選取過水斷面1-1、2-2及水準基準面O-O 1-1面(水面)到2-2面的貝努利方程再選取水準基準面O ’-O ’,列過水斷面2-2及3-3的貝努利方程(B) 因V2=V3 由式(B)得圖 虹吸管 gpH gpa 220222121υγυγ++=++gppa 22222υγγ++=gp g p H H a 202)(2322221υγυγ++=+++ggp2102823222υυγ+=++)(28102水柱m p =-=γ)(19620981022a p p =⨯=)/(85.10)410(8.92)2(222s m p p g a=-⨯=--=γγυ)/(9.1)/(0019.085.104)015.0(3222s L s m A Q ==⨯⨯==πυ5、有一文特利管(如下圖),已知d 1 =15cm ,d 2=10cm ,水銀差壓計液面高差∆h =20cm。
若不計阻力損失,求常溫(20℃)下,通過文氏管的水的流量。
解:在喉部入口前的直管截面1和喉部截面2處測量靜壓力差p 1和p 2,則由式const v p =+22ρ可建立有關此截面的伯努利方程: ρρ22212122p v p v +=+根據連續性方程,截面1和2上的截面積A 1和A 2與流體流速v 1和v 2的關係式為2211v A v A =所以 ])(1[)(2212212A A p p v --=ρ 通過管子的流體流量為 ])(1[)(2212212A A p p A Q --=ρ )(21p p -用U 形管中液柱表示,所以074.0))15.01.0(1(10)1011055.13(2.081.92)1.0(4])(1[)(22223332212'2=-⨯⨯-⨯⨯⨯⨯=--∆=πρρρAAhgAQ(m3/s)式中ρ、'ρ——被測流體和U形管中流體的密度。