发布时间 : 星期日 文章材料加工冶金传输原理习题答案吴树森版更新完毕开始阅读f3565280777f5acfa1c7aa00b52acfc788eb9f5e
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，和品质流量(流体为水)。
解：可压缩流体稳定流时沿程品质流保持不变， 故：
品质流量为： M???Q??水v3A3?490?Kg/s?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，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
管口处的d2。
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：
PvPv代入数据得：h?a?1v2=6.52m/s ?0?a?2?2g?2g22由 vA1 ?v2 A 1 2 得:d2=5.3cm 3.6水箱侧壁接出一直径D＝0.15m的管3.29所示。已知h1＝2.1m，h2=3.0m,不
损失，求下列两种情况下A的压强。(1)管路一喷嘴，出口直径d=0.075m；(2)管路末端嘴。
解：以A面为基准面建立水平面和A面的伯努利方程： 路，如图计任何末端安没有喷
DPPvh1??a?0?0?A?a2??2g22 以B面为基准，建立A,B面伯努利方程： （1）当下端接喷嘴时， vAa? v a b bA vPDvPh2??a?A?0?b?a22g?2g?2解得va=2.54m/s, PA=119.4KPa （2）当下端不接喷嘴时， va ? v b
解得PA=71.13KPa
3.7如图3.30所示，用毕托管测量气体管
上的流速Umax，毕托管与倾斜(酒精)微压连。已知d=200mm，sinα=0.2，
道轴线计相
L=75mm，酒精密度ρ1=800kg／m，
3
气体密
度ρ2＝1.66Kg/m；Umax=1.2v(v为平均速度)，求气体品质流量。
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： 其中ZA=ZB, vA=0,此时A点测得 的是总压记为PA*，静压为PB 不计水头损失，化简得 P*-P?1?v2AB气max由测压管知： 3
PA-PB???酒精??气?gLcosa*2由於气体密度相对於酒精很小，可忽略不计。 由此可得
vmax?2gL?1cosa?2vmaxA1.2气体品质流量:
M??2vA??2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44
PA＝7x10Pa，PB＝4x10Pa，用流量计测得管3
Q=12m/min，试判断水在管段中流动的方向，并求
头。
解:由於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： 代入数据得，水头损失为hw=4m 第四章（吉泽升版）
测得中流量损失水
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：
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：
由不稳定区向层流转变临界速度为：
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，问管中水流处於什麽运动状态?
解：由题意知：水的平均流速为：
查附录计算得T=5℃的水动力粘度为
根据雷诺数公式 故为湍流。
4.3 温度T=15℃，运动粘度ν＝0.0114cm2/s的水，在 直径d=2cm的管中流动，测得流速v=8cm/s，问水流处於什麽状态?如要改变其运动，可以采取哪些办法?
解：由题意知： 故为层流。
升高温度或增大管径d均可增大雷诺数，从而改变运动状态。
4.5 在长度L=10000m、直径d=300mm的管路中输送重γ＝9.31kN/m3的重油，其重量流量G＝2371.6kN/h，求油温分别为10℃(ν=25cm2/s)和40℃(ν=1.5cm2/s)时的水头损失
解：由题知：
油温为10℃时
40℃时
4.6某一送风管道(钢管，⊿=0.2mm)．长l=30m，直径d=750 mm，在温度T=20℃的情况下，送风量Q=30000m3/h。问：(1)此风管中的沿程损失为若干?(2)使用一段时间後，其绝对粗糙度增加到⊿=1.2mm，其沿程损失又为若干?(T=20℃时，空气的运动粘度系数ν=0.175cm2/s) 解：（1）由题意知： 由於Re＞3.29*105，故 （2）：同（1）有
4.7直径d=200m，长度l=300m的新铸铁管、输送重度γ=8.82kN/m3的石油．已测得流量Q=0.0278m3/s。如果冬季时油的运动粘性系数ν1=1.092cm2/s，夏季时ν2=0.355cm2/s，问在冬季和夏季中，此输油管路中的水头损失h1各为若干?
解：由题意知
冬季
同理，夏季有 因为
由布拉休斯公式知：
第五章 边界层理论
5.2流体在圆管中流动时，“流动已经充分发展”的含义是什麽？在什麽条件下会发生充分发展了的层流，又在什麽条件下会发生充分发展了的湍流？
答： 流体在圆管中流动时，由於流体粘性作用截面上的速度分布不断变化，直至离管口一定距离後不再改变。进口段内有发展着的流动，边界层厚度沿管长逐渐增加，仅靠固体壁面形成速度梯度较大的稳定边界层，在边界层之外的无粘性流区域逐渐减小，直至消失後，便形成了充分发展的流动。
当流进长度不是很长（l=0.065dRe)，Rex小於Recr时为充分发展的层流。随着流进尺寸的进一步增加至l=25-40d左右，使得Rex大於Recr时为充分发展的湍流
3．常压下温度为30℃的空气以10m/s的速度流过一光滑平板表面，设临界雷诺数Recr=3.2*105,试判断距离平板前缘0.4m及0.8m两处的边界层是层流边界层还是湍流边界层？求出层流边界层相应点处的边界层厚度
解：由题意临界雷诺数知对应的厚度为x,则