冶金传输原理-吴铿编(动量传输部分)习题参考答案.doc

1、第一章习题参考答案（仅限参考）1.d 2.c 3.a（题目改成单位质量力的国际单位） 4.b 5.b 6.a 7.c 8.a 9.c（不能承受拉力） 10.a 11.d 12.b(d 为表现形式) 13. 解：由体积压缩系数的定义，可得： 69695101d1510/Pa02pV 14. 解：由牛顿内摩擦定律可知， dxvFAy式中 l由此得 8.57dxvNy第二章参考习题答案（仅限参考）1.a 2.c 3.b 4.c5. 解： 112a apghghp汞油 水122 0.4Fdhmg油 水（测压计中汞柱上方为标准大气压，若为真空结果为 1.16m）6解：（测压管中上方都为标准大气压）（1）

2、 13121a apghghp油 水=833kg/m 3（2） 13121a a油 水h3=1.8m.220.56mDS31=h.08V水 32561.2m油7解：设水的液面下降速度为为 v， dzt单位时间内由液面下降引起的质量减少量为：24v则有等式： ，代入各式得：24dv整理得：20.57dzzt120.50.4.274tdt解得： 211580.74dt s8. 解： 10pgha20s12a248.7Pas第三章习题参考答案（仅限参考）1.b 2.c 3.c 4.c5答：拉格朗日法即流体质点法必须首先找出函数关系 x(a,b,c,t)，y(a,b,c,t)，z(a,b,c,t)，(

3、a,b,c,t)等。实际上就是要跟踪每一个流体质点，可见这个方法在方程的建立和数学处理上将是十分困难的。因而除研究波浪运动等个别情况外很少采用。实际上，在大多数的工程实际问题中，通常并不需要知道每个流体质点至始至终的运动过程，而只需要知道流体质点在通过空间任意固定点时运动要素随时间变化状况，以及某一时刻流场中各空间固定点上流体质点的运动要素，然后就可以用数学方法对整个流场进行求解计算。6答：流体在运动过程中，若每一空间点的物理量（运动参数）不随时间改变，则称为恒定流动（又称定常流动） ，否则称为非恒定流动（又称非定常流动）流体质点的运动轨迹称为迹线。流线是速度场的矢量线，是某瞬时在流场中所作的

4、一条空间曲线。7解：(1) ，湍流356120=1023mevdR(2) ，层流35.7.8ev8答：v=Q/A，断面平均流速是一种假想的流速，即过断面上每一点的平均流速都相同。断面平均流速的概念十分重要，它将使我们的研究和计算大为简化。9.答：不正确。均匀流是相对于空间分布而言，恒定流是相对于时间而言。均匀流的不同时刻的速度可以不同，也可以相同。恒定流的不同空间点上的速度可以不同，也可以相同。当流量不变时，通过一变直径管道，显然是恒定流，但不是均匀流。10. 解：根据欧拉法中速度的定义：得： ,yzxzxVyzttx12dxkytdzkt右边第一个式子，两边对 t 求导，联合第二个式子可得：

5、，解这个常微分方程得：210dxkt121cos()in()tkt将 x 带入原方程得： ，121si()cos()yctkt23ztc再根据初始条件，得： 3ab水于是得到拉格朗日法表示为： 11cos()in()xaktbtisy2zktc11. 解：根据随体导数定义： xxxxyzy yxyzzzxyzvvattvva将速度代入随体导数中，得： 2232030x xyx9ya38zz代入点（1，2，3）得： 6xyza第四章习题参考答案（仅限参考）1. 错、错、错 2.a 3.c 4解：根据平面不可压缩流体连续性的性质：（1） ；连续0xzV（2） ；不连续1z（3） ；当 x=0.5

6、时连续，其他情况不连续2xz5. 解：同题 4，（1） ；当 x=y 时，连续；其他情况不连续cos()xyVAyx（2） ；连续xyVA6. 解：应用伯努利方程：2+0pvpgg解得 20.98/ms流量 313.4.71/Qdv7. 解：根据流体静力学知识得到以下关系式：12pghgh水根据左右两管水的体积相等，有： 224dD得： ，代入可解得：2dhD120.1pmg水8. 解：选取圆柱坐标系，假设流动是沿 z 轴方向进行，且为充分发展的层流流动。根据已知条件可知，流动是轴对称， 方向可不考虑，仅 z 方向有流动。由连续性方程、稳定流动，忽略质量力，则有： 22211zzzz zzzz

7、r PFt zrr ； ； ； ； 0r0zz220zzt化简得：； =常数11()zPr1()zPr进行第一次积分，并将边界条件 r=0 处，代入，算得积分常数 C1；再进行第二次积分，并将 r=R 处，z=0 代入，算得出 C2。最后得到：22 21()1()44zdPRdPrrzz式中 r 为管截面上速度为 z 处到管中心的距离， R 为圆管半径。显然其速度分布呈抛物线形。下面很容易推导出 z 与 zmax 的关系为：2max1()zR9.解：列 1-2 处的伯努力方程：（以 2 处为 0 基点） ，用相对压强计算：22100vvgh由于水槽的直径比虹吸管的直径大很多，那么就可以近似设

8、v1 等于 0。代入可得 228.6/vms流量2323.143.146.0/ddQghms同理列 2-3 处的伯努利方程（p 2 为什么为 0）：（以 2 处为 0 基点）2312()0vvgh根据质量守恒：3 处和 2 处的速度满足：，得22314vd3.15/4vms代入得： 213 2()024.3phgPag负号表示 C 处的压强低于一个大气压，处于真空状态。正是由于这一真空，才可将水箱中的水吸起。用绝对压强表示：101325-22024.3=79300.7 Pa.第五章习题参考答案（仅限参考）1.a 2.b 3.d 4.c 5.d6解： 2mvLpd假设雷诺数小于 2300，有 ，

9、代入上式得：64Remvd222mvLLLpdd则22640.15.910.84/64mpv s，符合假设41.8Re630d223.15.840.msmQAv另一种简单计算方法：假设雷诺数小于 2300，有22640.15.910.84/83mpdpvR sL，符合假设41.05e693223.1.840.msmdQAv7解： 2240.3.45s1mvd40.5.Re664.2 230.45.60.6981mfvLh mdg8解： 224.s3105mQv56.0.Re.17d；查莫迪图得.13.5202d 0.3210. .6.981mfvLh mg9解： 22.34601.4s.1.5mQvdmvpLhgg22618.1036.290.04.5mvd10解： 2 2701.3.93.26.4.598mi ivLh mdg11解： 550.Re 210178mv0253164.7.e