材料加工冶金传输原理习题答案(完整资料).doc
- 格式:doc
- 大小:1.51 MB
- 文档页数:34
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3.20所示的虹吸管中,已知H1=2m ,H2=6m ,管徑15,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,列1-1面(水面)到2-2面的貝努利方程圖3.20 虹吸管 gp H g p a 220222121υγυγ++=++g p p a22222υγγ++=再選取水準基準面O ’’,列過水斷面2-2及3-3的貝努利方程(B) 因V23 由式(B)得gp g p H H a 202)(2322221υγυγ++=+++ggp 2102823222υυγ+=++)(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 15,d 2=10,水銀差壓計液面高差h 20。
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=-⨯⨯-⨯⨯⨯⨯=--∆=πρρρA A h g A Q (m3)式中 ρ、'ρ——被測流體和U 形管中流體的密度。
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3.20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 ,列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 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=-⨯⨯-⨯⨯⨯⨯=--∆=πρρρA A h g A Q (m 3/s)式中 ρ、'ρ——被測流體和U 形管中流體的密度。
第一章 流体的主要物理性质(吉泽升版)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=900 Kg /m 3,试求教重度y 和质量体积v 。
解:由液体密度、重度和质量体积的关系知:)m /(88208.9900g 3N VG=*===ργ ∴质量体积为)/(001.013kg m ==ρν1.4某种可压缩液体在圆柱形容器中,当压强为2MN /m 2时体积为995cm 3,当压强为1MN /m 2时体积为1000 cm 3,问它的等温压缩率k T 为多少? 解:等温压缩率K T 公式(2-1): TT P V VK ⎥⎦⎤⎢⎣⎡∆∆-=1 ΔV=995-1000=-5*10-6m 3注意:ΔP=2-1=1MN/m 2=1*106Pa将V=1000cm 3代入即可得到K T =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 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YA F 0y x νητ==平板受到上下油面的阻力之和与施加的力平衡,即hh F 0162/22/h νηνηνητ=+==合代入数据得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,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。
冶金传输原理习题答案冶金传输原理习题答案冶金传输原理是冶金学中的一个重要分支,研究金属和合金在加热、冷却和变形过程中的传输规律和机制。
在学习和研究冶金传输原理时,习题是不可或缺的一部分,通过解答习题可以加深对该学科的理解和掌握。
下面将给出一些常见的冶金传输原理习题及其答案。
1. 请简述热传导的基本原理。
热传导是指物质内部由于温度差异而传递热量的过程。
其基本原理是热量从高温区传递到低温区,传递过程中热量通过物质内部的分子或电子的碰撞和传递完成。
热传导的速率与温度差、物质的导热性质和传热距离有关。
2. 什么是对流传热?请举例说明。
对流传热是指通过流体(气体或液体)的传热方式。
当物体表面与流体接触时,流体会受热膨胀,形成对流循环,将热量从高温区传递到低温区。
例如,热水器中的水受热后上升,冷水下降,形成对流循环,使整个水体均匀受热。
3. 请解释辐射传热的特点。
辐射传热是指通过电磁波的传热方式。
辐射传热不需要介质,可以在真空中传递热量。
辐射传热的特点是传热速率与温度差的四次方成正比,与物体表面特性和距离的平方成反比。
例如,太阳辐射的热量可以通过真空传递到地球上。
4. 请简述固体变形的原理。
固体变形是指固体在外力作用下发生形状和尺寸的改变。
固体变形的原理是固体内部的晶格结构发生变化,从而使整个固体发生形变。
固体变形可以分为弹性变形和塑性变形两种。
弹性变形是指在外力作用下,固体发生形变后能够恢复原状;塑性变形是指在外力作用下,固体发生形变后不能恢复原状。
5. 请解释扩散的基本原理。
扩散是指物质在非均匀温度和浓度条件下的自发性传递过程。
扩散的基本原理是物质分子或原子的热运动引起的碰撞和交换。
扩散的速率与温度、浓度差、物质的扩散系数和距离有关。
扩散在冶金过程中起着重要的作用,如金属中的杂质扩散、合金的相变等都与扩散有关。
通过以上习题的解答,我们可以更加深入地理解和掌握冶金传输原理。
在实际应用中,冶金传输原理的理论和方法可以帮助我们解决金属加工和冶炼过程中的问题,提高生产效率和产品质量。
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=900 Kg /m 3,试求教重度y 和质量体积v 。
解:由液体密度、重度和质量体积的关系知:)m /(88208.9900g 3N VG=*===ργ ∴质量体积为)/(001.013kg m ==ρν1.4某种可压缩液体在圆柱形容器中,当压强为2MN /m 2时体积为995cm 3,当压强为1MN /m 2时体积为1000 cm 3,问它的等温压缩率k T 为多少? 解:等温压缩率K T 公式(2-1): TT P V VK ⎥⎦⎤⎢⎣⎡∆∆-=1 ΔV=995-1000=-5*10-6m 3注意:ΔP=2-1=1MN/m 2=1*106Pa将V=1000cm 3代入即可得到K T =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 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YA F 0y x νητ==平板受到上下油面的阻力之和与施加的力平衡,即hh F 0162/22/h νηνηνητ=+==合代入数据得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,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。
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。
冶金传输原理课后习题答案【篇一:冶金传输原理课后答案(朱光俊版,第一章)】/m3 10001?273prtprtprt1-16 , r=(1) (2)1-21 dvxdy65010.5?0.0012dvx dy=vd1-23,,o=vx=hdy0.181.3?0.001=0.1385?1000 1/sdvx dy=1.011?1030.1385?107.2 pa.s【篇二:《冶金传输原理》吴铿编质量传输习题参考答案】s=txt>1. 解:(1)?ch4?ych4mch4ych4mch4?yc2h6mc2h6?yc3h8mc3h8?yco2mco2?90.27%(2)?ych4mch4?yc2h6mc2h6?yc3h8mc3h8?yco2mco2?16.82 (3)pch4?ych4p?9.62?104pa2. 解:dab?1/3b1/3pva?v?1.56?10?5m2/s3. 解:ch4的扩散体积24.42,h2的扩散体积7.07dab?1/3b1/3pva?v?3.19?10-5m2/s4. 解:(1)v??co2vco2??o2vo2??h2ovh2o??n2vn2?3.91m/s (2)vm?yco2vco2?yo2vo2?yh2ovh2o?yn2vn2?4.07m/s (3)jco2??co2?co2?????mco2pco2rtpco2rt??co2????0.212kg/?m2?s? ?(4)jco2?cco2?co2??m?????co2??m??5.33mol/?m2?s? ?5. 解:(1)21% (2)21%pvm?15.46kg (3)m?nm?rtm(4)?o2??0.117kg/m3vm(5)?n2??0.378kg/m3vm(6)?空气??0.515kg/m3v(7)c空气??空气m?17.4mol/m3(8)29.6g/mol(9)pn2?yn2p?7.9?104pa6. 证明:?a?manamaxama??mnama?nbmbxama?xbmb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。
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3.20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 ,列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 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=-⨯⨯-⨯⨯⨯⨯=--∆=πρρρA A h g A Q (m 3/s)式中 ρ、'ρ——被測流體和U 形管中流體的密度。
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3.20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 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=-⨯⨯-⨯⨯⨯⨯=--∆=πρρρA A h g A Q (m 3/s)式中 ρ、'ρ——被測流體和U 形管中流體的密度。
西安建筑科技大学研究生试卷冶金传输试题答案一、解释名词(共20分,每题5分)1、连续介质答:将流体视为由连续不断的质点构成的、内部不存在间隙的介质。
连续介质是研究流体运动的一种模型概念2、牛顿流体答:符合牛顿粘性定律,流体剪切应力与速度梯度的一次方成正比的流体。
3、温度梯度答:温度场中任意一点沿等温面法线方向的温度增加率。
4、热边界层答:流体与固体进行对流换热时,在流体与固体表面间形成具有温度梯度的流体薄层。
二、回答问题(共30分,每题6分)1、什么是迹线?什么是流线?它们有什么区别?①在连续介质的流场中,流体质点在某一段时间间隔内经过的路线叫做迹线。
②在连续介质的流场中,相邻流体质点于同一瞬间的速度向量所构成的连线称为流线。
③迹线是对某一流体质点而言的,它表示在某一段时间间隔内某一特定的流体质点在空间所经过的路线;流线则是对连续分布的许多质点而言的,它表示某一特定时刻这些质点的运动方向。
在稳定流动中,各质点的速度不随时间而变化,因而在不同时刻,流体质点是沿着不变的流线流动,所以流线与迹线重合。
2、什么是层流流动?什么是湍流流动?如何判断两种流动状态?答:①当流体流动时,流体在流动方向上水平平行流动,各层间无横向干扰和掺混。
如果是管流流动是平行管轴的平行流动,此种流动状态称为层流流动。
②当流体流动时,流体质点在各方向都有分速度,相互干扰和掺混的向前,全部流场中流体质点做复杂的无规则运动。
这种流动状态称为湍流流动。
③通常用雷若准数(R e=uρd/μ)1)由紊流向层流转变时R e=23002)由层流向紊流转变时R e可达138003、什么是稳定态传热?什么是非稳定态传热?举例说明。
答:①稳定温度场下发生的传热叫稳定态传热。
所谓稳定温度场是指温度场仅是空间坐标的函数,与时间无关。
以导热为例,发生稳定态导热时,物体各处温度不随时间变化,物体不吸热,也不放热,没有热量的积蓄,仅起导热作用。
例如连续加热炉的炉墙导热。
1、什么是连续介质,在流体力学中为什么要建立连续介质这一理论模型?答:(1)连续介质是指质点毫无空隙的聚集在一起,完全充满所占空间的介质。
(2)引入连续介质模型的必要性:把流体视为连续介质后,流体运动中的物理量均可以看为空间和时间的连续函数,就可以利用数学中的连续函数分析方法来研究流体运动,实践表明采用流体的连续介质模型,解决一般工程中的流体力学问题是可以满足要求的。
1-9 一只某液体的密度为800kg/,求它的重度及比重。
解: 重度:γ=ρg=800*9.8=7840kg/(˙)比重:ρ/=800/1000=0.8注:比重即相对密度。
液体的相对密度指该液体的密度与一个大气压下4℃水的密度(1000 kg/)之比课本p4。
1-11 设烟气在标准状态下的密度为1.3kg/m3,试计算当压力不变温度分别为1000℃和1200℃时的密度和重度解:已知:t=0℃时,0=1.3kg/m3,且=则根据公式当t=1000℃时,烟气的密度为kg/m3=0.28kg/m3烟气的重度为kg/m3=2.274kg/m3当t=1200℃时,烟气的密度为kg/m3=0.24kg/m3烟气的重度为kg/m3=2.36kg/m31—6答:绝对压强:以绝对真空为起点计算的压力,是流体的实际,真实压力,不随大气压的变化而变化。
表压力:当被测流体的绝对压力大于外界大气压力时,用压力表进行测量。
压力表上的读数(指示值)反映被测流体的绝对压力比大气压力高出的数值,称为表压力。
既:表压力=绝对压力-大气压力真空度:当被测流体的绝对压力小于外界大气压力时,采用真空表测量。
真空表上的读数反映被测流体的绝对压力低于大气压力的差值,称为真空度。
既:真空度=︱绝对压力-大气压力︱=大气压力-绝对压力1-81 物理大气压(atm)= 760 mmHg = 10332 mm H2O1 物理大气压(atm) = 1.033 kgf/cm2 = 101325 Pa1mmH20 = 9.81 Pa1-21 已知某气体管道内的绝对压力为117kPa,若表压为70kPa,那么该处的绝对压力是多少(已经当地大气压为98kPa),若绝对压力为68.5kPa 时其真空度又为多少?解:P 绝=P 表+P 大气=70kPa+98kPa=168kPaP 真=-(P 绝-P 大气)=-(68.5kPa-98kPa)=29.5kPa1、气体在什么条件下可作为不可压缩流体?答:对于气体,在压力变化不太大(压力变化小于10千帕)或流速不太高(V<70米/秒)条件下(如流速较低的通风道),气体压缩程度很小,可忽略气体密度变化而作为不可压缩流体来处理。
此文档下载后即可编辑
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=900 Kg /m 3,试求教重度y 和质量体积v 。
解:由液体密度、重度和质量体积的关系知:
)m /(88208.9900g 3N V
G =*===
ργ ∴质量体积为)/(001.013kg m ==ρν
1.4某种可压缩液体在圆柱形容器中,当压强为2MN /m 2时体积为995cm 3,当压强为1MN /m 2时体积为1000 cm 3,问它的等温压缩率k T 为多少?
解:等温压缩率K T 公式(2-1): T
T P V V K ⎥⎦⎤⎢⎣⎡∆∆-=1
ΔV=995-1000=-5*10-6m 3
注意:ΔP=2-1=1MN/m 2=1*106Pa
将V=1000cm 3代入即可得到K T =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 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
Y A F 0
y x νητ==
平板受到上下油面的阻力之和与施加的力平衡,即 h h F 0
162/22/h νηνηνητ=+==合
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,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:h P h P P P Z P Z γργ
γ+=+=+=+002211g 或 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2-22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:)()2/()mg 2
h H g d F +=+ρπ( 代入数据得H=12.62m
2.5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。
)(01Pa P =
)(4900)(g 2112Pa h h P P =-+=ρ
)(1960)(g 1313Pa h h P P -=--=ρ
)(196034Pa P P -==
)(7644)(g 4545Pa h h P P =--=ρ
2-6两个容器A 、B 充满水,高度差
为a 0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 /m 3,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:
gh g 42油水ρρ-=-P h P
b)a g 2++=(水ρP P A
gb 4水ρ+=P P B
Pa ga P P P P P B A 1.107942=+-=-=∆水ρ
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。
解:由杠杆原理知小活塞上受的力为F 3:
a F
b F *=*3
由流体静力学公式知:
2223)2/()2/(D F gh d F πρπ=+ ∴F 2=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J C =πa 3b/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
A gy A gh F d sin d d θρρ==
板受到的总压力为
A h A y g A g F c c A
A γθρθρ====⎰⎰sin yd sin d F
盖板中心在液面下的高度为
h c =d/2+h 0=2.3m,y c =a+h 0/sin45°
盖板受的静止液体压力为
F=γh c A=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=-=∑Tx l F M
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,22232D F 2d F ⎪⎭
⎫ ⎝⎛=+⎪⎭⎫ ⎝⎛πρπgh 44.045sin 0445sin 1245sin h A J 30c =⎪⎭⎫ ⎝⎛︒++︒=︒-+=ab h a b a d y y l c c ππ。