安工大 冶金传输原理习题2解读

2 2 a = ax + a y + az2 = 216.76
计算题3：已知拉格朗日变量的速度分布：u=(a+1)et-1， v=(b+1)et-1，且t=0时，x=1,y=1。求（1）t=2时质点分 布；（2）a=1,b=2时质点的运动规律；（3）质点加速度。
解： dx 对 = (a + 1)et −1积分得： dt x = (a + 1)et −1 + c1 已知t = 0, x = a，得常数c1 = 1 − (a + 1)e −1 所以x = (a + 1)et −1 + 1 − (a + 1)e −1 同理y = (b + 1)et −1 + 1 − (b + 1)e −1 (1)当t = 2时，代入即可。 (2)当a=1,b=2时，代入即可。 du dv t −1 (3)a x = = (a + 1)e , a y = = (b + 1)et −1 dt dt
计算题2：已知流场的速度分布为u=x2y，v=-3y，w=2z2，求 点（1，2，3）处的流体加速度。
解： ∂u ∂u ∂u ax = u + v + w = 2 x3 y 2 − 3x 2 y = 2 ∂x ∂y ∂z ∂v ∂v ∂v a y = u + v + w = 9 y = 18 ∂x ∂y ∂z ∂w ∂w ∂w az = u +v +w = 8 z 3 = 216 ∂x ∂y ∂z
理论方法中，流体力学引用的主要定理有： （1）质量守恒定律； （2）动量守恒定律；（3）牛顿运动第二定律； （4）机械能转化与守恒定律：动能+压能+位能+能量损失=const

1、有一水平放置的钢坯，长1.5m ，宽0.5m ，黑度0.6ε=，周围环境温度为20C ︒，试比较钢坯温度在200C ︒和1000C ︒时，钢坯上表面由于辐射和对流造成的单位面积热损失？ 解：钢坯上表面单位面积的辐射热损失200C ︒时：44202002730.6 5.671702.9/100100T E C W m ε+⎛⎫⎛⎫==⨯⨯= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭ 1000C ︒时：4210002730.6 5.6789340.4/100E W m +⎛⎫=⨯⨯= ⎪⎝⎭钢坯上表面单位面积的对流热损失 定型尺寸0.5 1.512L m +== 1Tβ=200C ︒时：定型温度2002011022w fm t t t C ++===︒()23.2710/24.24/Pr 0.687W m C v m sλ-=⨯⋅︒==()()()3392269.811200200.687Pr Pr 5.41011027324.2410gL Gr t vβ-⨯⨯-⨯⋅=⋅∆⋅==⨯+⨯⨯属于湍流：()()193Pr 0.15 5.410263num m N C G r ∴=⋅=⨯⨯=()22263 3.27108.6/1um N a W m C Lλ-⨯⨯===⋅︒()()28.6200201548/c w f q a t t Wm =-=⨯-=1000C ︒时：定型温度10002051022w fm t t t C ++===︒()25.7510/79.4/Pr 0.688W m C v m s λ-=⨯⋅︒==()()()39269.8111000200.688Pr 1.41051027324.2410Gr -⨯⨯-⨯⋅==⨯+⨯⨯属于湍流：()()193Pr 0.15 1.410165.4num m N C G r ∴=⋅=⨯⨯=()22263 3.27109.5/1a W m C -⨯⨯==⋅︒()28.61000209318.5/c q W m =⨯-=2、试估算350C ︒及82atm 下氢气通过储气瓶的漏损量？已知：气瓶直径为200m m 、长1.8m 、壁厚25m m 。

材料加工冶金传动原理习题解答第一章流体的主要物理性质1-1什么是流体，它的物理性质是什么？答:流体是指没有固定形状且易于流动的物质。

它包括液体和气体。

流体的主要物理特性是:密度、比重、比容压缩性和膨胀性。

1-流体是指没有固定形状且易于流动的物质。

它包括液体和气体。

流体的主要物理特性是:密度、比重、比容压缩性和膨胀性。

1.根据液体密度、重力和质量体积之间的关系:8756；质量体积为1.4当压力为2 mN/m2时，圆柱形容器中某种可压缩液体的体积为995cm3，当压力为1 mN/m2时，体积为1000 cm3。

它的等温压缩率是多少？解决方案:等温压缩系数KT公式(2-∴质量体积为1.4)当压力为2 Mn/m2时，圆柱形容器中的可压缩液体的体积为995cm3，当压力为1 Mn/m2时，体积为1000 cm3。

它的等温压缩系数kT是多少？解决方案: 等温压缩系数KT公式(2:δp=2-1=1mn/m2=1 * 106 pa)可通过将V=1000cm3代入KT=5*10-9Pa-1得到。

注意:其中，v为液体如图1.5所示变化前的体积1.6，另一块薄板放置在两块固定平行板之间，距离h=0.06 m，不同粘度的油分别放置在薄板的上方和下方，一种油的粘度是另一种油的两倍。

当薄板以恒定速度v=0.3m/s拖动时，合力F=29N每平方米，两种油的粘度分别是多少？解决方案:当流体以恒定速度稳定流动时，流体在板表面上产生的粘性阻力是板对上下油表面的阻力和所施加的力之和的平衡，即η=0.967帕。

第二章流体静力学(吉泽隆起)2-注:其中，v为液体如图1.5所示变化前的体积1.6，另一块薄板放置在两块固定平行板之间，距离h=0.06 m，不同粘度的油分别放置在薄板的上方和下方，一种油的粘度是另一种油的两倍。

当薄板以恒定速度v=0.3m/s拖动时，合力F=29N每平方米，两种油的粘度分别是多少？解决方案:当流体以恒定速度稳定流动时，流体在板表面上产生的粘性阻力是板上下油表面的阻力和施加的力之和的平衡，即η=0.967帕。

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。