材料成型传输原理课后答案(吴树森版)
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word文档 可自由复制编辑 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／m3，试求教重度γ和质量体积v。
解：由液体密度、重度和质量体积的关系知：
∴质量体积为
1.4某种可压缩液体在圆柱形容器中，当压强为2MN／m2时体积为995cm3，当压强为1MN／m2时体积为1000 cm3，问它的等温压缩率kT为多少?
解：等温压缩率KT公式(2-1):
ΔV=995-1000=-5*10-6m3
注意：ΔP=2-1=1MN/m2=1*106Pa
将V=1000cm3代入即可得到KT=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
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平板受到上下油面的阻力之和与施加的力平衡，即
代入数据得η=0.967Pa.s
第二章 流体静力学
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：
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。
第三章习题
3.1已知某流场速度分布为 ，试求过点(3，1，4)的流线。
word文档 可自由复制编辑 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：
即：
span
style='mso-ignore:vglayout;;z-index:3;left:0px;margin-left:264px;margin-top:0px;width:91px; height:54px'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知：
，
当x=0，1，或y=k π （k=0，1，2，„„）时连续。
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，
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style='mso-ignore:vglayout;;z-index:6;left:0px;margin-left:79px;margin-top:7px;width:145px; height:45px'
故：
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style='mso-ignore:vglayout;;z-index:7;left:0px;margin-left:79px;margin-top:10px;width:124px; height:46px'
span
style='mso-ignore:vglayout;;z-index:8;left:0px;margin-left:133px;margin-top:0px;width:222px; height:24px'
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v2，和直径d2。
span
style='mso-ignore:vglayout;;z-index:11;left:0px;margin-left:65px;margin-top:47px;width:172px; height:48px'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
span
style='mso-ignore:vglayout;;z-index:12;left:0px;margin-left:27px;margin-top:14px;width:76px; height:23px'由 得:d2=5.3cm
word文档 可自由复制编辑 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。
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style='mso-ignore:vglayout;;z-index:14;left:0px;margin-left:369px;margin-top:9px;width:192px; height:48px'解：以A面为基准面建立水平面和A面的伯努利方程：
span
style='mso-ignore:vglayout;;z-index:15;left:0px;margin-left:287px;margin-top:15px;width:208px; height:48px' 以B面为基准，建立A,B面伯努利方程：
span
style='mso-ignore:vglayout;;z-index:16;left:0px;margin-left:160px;margin-top:14px;width:77px; height:24px'（1）当下端接喷嘴时，
解得va=2.54m/s, PA=119.4KPa
span
style='mso-ignore:vglayout;;z-index:18;left:0px;margin-left:181px;margin-top:17px;width:46px; height:24px'（2）当下端不接喷嘴时，
解得PA=71.13KPa
word文档 可自由复制编辑 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。
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：
span
style='mso-ignore:vglayout;;z-index:20;left:0px;margin-left:123px;margin-top:5px;width:219px;
height:50px'
其中ZA=ZB, vA=0,此时A点测得
的是总压记为PA*，静压为PB
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style='mso-ignore:vglayout;;z-index:21;left:0px;margin-left:153px;margin-top:8px;width:130px; height:42px'不计水头损失，化简得
span
style='mso-ignore:vglayout;;z-index:22;left:0px;margin-left:89px;margin-top:14px;width:259px; height:40px'由测压管知：
word文档 可自由复制编辑 由于气体密度相对于酒精很小，可忽略不计。
span
style='mso-ignore:vglayout;;z-index:23;left:0px;margin-left:79px;margin-top:1px;width:134px; height:51px'由此可得
span
style='mso-ignore:vglayout;;z-index:24;left:0px;margin-left:115px;margin-top:16px;width:144px; height:41px'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。
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：
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代入数据得，水头损失为hw=4m
第四章（吉泽升版）
4.1 已知管径d＝150 mm，流量Q＝15L/s，液体温度为 10 ℃，其运动粘度系数ν＝0.415cm2/s。试确定：(1)在此温度下的流动状态；(2)在此温度下的临界速度；(3)若过流面积改为面积相等的正方形管道，则其流动状态如何?
解：流体平均速度为：
雷诺数为：，2320≤3069.6≤13000，故此温度下处在不稳定状态。
因此，由不稳定区向湍流转变临界速度为：，得v’=3.6m/s
由不稳定区向层流转变临界速度为：，得v’’=0.64m/s
若为正方形则
故为湍流状态。
4.2 温度T=5℃的水在直径d＝100mm的管中流动，体积流量Q=15L/s，问管中水流处于什么运动状态?
解：由题意知：水的平均流速为：
