5、冶传第五章习题答案(冶金工业出版社)
冶金传输原理习题
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
冶金传输原理考研试题及答案
冶金传输原理考研试题及答案一、选择题（每题2分，共10分）1. 在冶金过程中，下列哪项不是影响金属传输速率的因素？A. 温度B. 压力C. 金属的化学性质D. 金属的物理状态答案：B2. 冶金传输原理中，扩散系数与温度的关系通常可以用以下哪个方程描述？A. D = D0 * exp(-Q/RT)B. D = D0 * exp(Q/RT)C. D = D0 / (1 + exp(Q/RT))D. D = D0 * (1 + exp(-Q/RT))答案：A3. 在冶金过程中，金属的传输主要通过哪种机制？A. 对流B. 扩散C. 过滤D. 电迁移答案：B4. 下列哪项不是影响金属溶解速率的因素？A. 金属的晶格结构B. 溶液的浓度C. 金属的表面粗糙度D. 溶液的pH值答案：C5. 在冶金传输原理中，哪种类型的边界条件通常用于描述固体表面的传输现象？A. 狄利克雷边界条件B. 诺伊曼边界条件C. 罗宾边界条件D. 周期性边界条件答案：C二、简答题（每题10分，共30分）1. 简述冶金过程中对流传输和扩散传输的区别。
答案：对流传输是指流体中的物质由于整体运动而发生的宏观传输，它与流体的流动速度直接相关，通常发生在流体中，传输速率较快。
扩散传输是指由于分子或原子的热运动导致的微观传输，它不需要整体运动，可以在静止的介质中发生，传输速率相对较慢。
2. 描述冶金传输原理中的菲克第一定律及其物理意义。
答案：菲克第一定律描述了稳态扩散过程中，单位时间内通过单位面积的扩散通量与浓度梯度成正比的关系，即J = -D * (dc/dx)，其中J是扩散通量，D是扩散系数，dc/dx是浓度梯度。
这一定律的物理意义在于，它表明了物质从高浓度区域向低浓度区域传输的速率与浓度梯度的大小成正比，且与介质的扩散性质有关。
3. 解释为什么在冶金过程中需要考虑金属的热力学性质和动力学性质。
答案：在冶金过程中，金属的热力学性质决定了反应的方向和平衡状态，而动力学性质则决定了反应的速率。
材料加工冶金传输原理(吴树森版)习题答案
Q vA v1 A1 v2 A2 v3 A3 v3 A3 0.625m / s 故： v1 A1 vA v2 3 3 2.5m/s A2
质量流量为： M Q 水 v3 A3 490Kg / 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， 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。
F3 F2 gh 2 (d / 2) ( D / 2)2
∴F2=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 3 若干?(椭圆形面积的 JC=π a b/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
ZB
其中 ZA=ZB,
气
PB
v P v max ZA A A 2g 气 2g
2
2
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 PA - PB 由测压管知：
*
PA - PB 酒精 气 gL cos a
*
1 气vmax 2 2
力学公式知：
P2 水gh P4 油gh F3
PA P2 水g（a b) 2
PB P4 水gb
d
2
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。
物理冶金学五六章习题答案
第五章 钢的塑性应力和流动应力5-1 屈服效应：（是指在拉伸曲线上出现上屈服点、下屈服点和屈服延伸区的现象）屈服现象与间隙的碳、氮原子被位错吸引有关。
溶质原子或间隙原子、置换原子倾向于聚集到位错周围形成柯氏气团，使位错被钉扎住，当外加应力超过一个临界值（上屈服点）时，位错冲破柯氏气团的钉扎并在一个较低的应力（下屈服点）作用下运动。
应变时效：（通过预变形而消除了屈服效应的材料在高温或室温下搁置以后又出现屈服效应的现象）在搁置期间，杂质原子向位错扩散，在位错附近重新形成柯氏气团，使位错重新被钉扎。
5-2 第I 阶段是易滑移阶段，滑移仅在一个滑移系上进行，运动位错在很长距离内没碰到障碍。
第II 阶段滑移在若干滑移系上同时进行，位错彼此交截，使许多位错被钉扎加工硬化强烈。
第III 阶段位错通过交滑移绕过障碍，加工硬化速度随变形增σ加而逐渐降低。
5-3 ''',A s D p s s σσσσσ+++=’‘，'Aσ—晶体点阵对单晶体的流动应力的贡献 ',s s σ—溶质原子对单晶体流动应力的贡献'p σ—第二相微粒子对单晶体流动应力的贡献'Dσ—位错之间相互作用对单晶体流动应力的贡献5-4 扩展的霍尔-佩奇公式：2/1,-++++++=kd T s D p s s A s σσσσσσσ ，与单晶体相比多了s σ—亚晶界对流动应力的贡献，T σ—织构对流动应力的贡献，2/1-kd —晶界对流动应力的贡献。
5-5 （1）多晶体材料通常有较高的弹性极限和较高的加工硬化率。
（2）多晶材料应力—应变曲线无第I 阶段，仅由第II 、III 阶段组成。
（3）在有的多晶材料中，塑性变形可能引起其他组织结构的变化，从而使应力—应变曲线呈现为其他形状。
5-6 略（见教材P78）5-7 提高金属屈服强度方法有两个：（1）尽量减少金属中的缺陷，使之接近理想的完整晶体，让所有原子同时参加抵抗外加应力的作用。
冶金传输原理课后习题答案
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。
材料加工冶金传输原理习题答案
材料加⼯冶⾦传输原理习题答案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。
安工大冶金传输原理周俐第五章习题及解答word精品文档6页
5-1 飞机模型在空气中以1.5m/s 速度滑翔，若将机翼视为宽为10cm ，长为25cm 的平板，试估算平板后缘上的边界层厚度δ及平板阻力。
已知空气温度为10℃,大气的运动粘性系数为s m /1042.125-⨯=ν，3/247.1m kg =ρ.(答：4.866mm ，9.063×10-4N )解：后缘雷诺数为：4551.50.10Re 1.05610 3.2101.4210V Lν∞⨯===⨯<⨯⨯ 整个平板为层流边界层则cm L4866.010056.11.00.5Re 0.54=⨯⨯==δ阻力系数阻力为5-2光滑平板宽1.2m ，长3m ，潜没在静水中以速度s m u /2.1=沿水平方向拖曳，水温为10℃，求：1）层流边界层的长度（5105Re ⨯=K ）；2）平板末端的边界层厚度；3）所需水平拖拽力。
答：（0.55m ，57.2mm ，16.57N ）5-3飞机以速度100m/s 在大气中飞行，若视机翼为平板，并认为机翼前缘开始均为湍流边界层，试计算边界层厚度δ以及平板总阻力。
已知机翼长度为m L 15=，宽度为m b 2=，空气温度为10=t ℃。
（答：2.751cm ，1.631kN ）5-4速度为30m/s 的风，平行地流过广告板。
广告板长10m ，高5m ，空气温度为10℃，试求广告板所承受的摩擦力。
(答137.9N)解： 10=t ℃空气的运动粘度s m /1042.125-⨯=ν，密度3/247.1m kg =ρ 由于7510113.21042.11030Re ⨯=⨯⨯==-∞νLV L 混合边界层所以： 002457.000008.0002537.0Re 1700Re 074.02.0=-=-=L L D C 总摩擦力为：5-5跳伞者的质量kg M 80=，降落时的迎流面积为220.0m A =，设其阻力系数8.0=D C ，气温为0=t ℃，试确定降落过程中的末端速度eV 。
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壹
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肆
5-1 飞机模型在空气中以1.5m/s 速度滑翔，若将机翼视为宽为10cm ，长为25cm
的平板，试估算平板后缘上的边界层厚度δ及平板阻力。
已知空气温度为10℃,
(答：解：
界层 N
4210063.92
01292.025.01.05.1247.12-⨯=⨯⎪⎭
⎝⨯⨯⨯⨯⨯=
5-2光滑平板宽1.2m ，长3m ，潜没在静水中以速度s m u /2.1=沿水平方向拖
曳，水温为10℃，求：1）层流边界层的长度（5
105Re ⨯=K ）；2）平板末端
的边界层厚度；3）所需水平拖拽力。
答：（0.55m ，57.2mm ，16.57N ）
伍
5-3飞机以速度100m/s 在大气中飞行，若视机翼为平板，并认为机翼前缘开始
均为湍流边界层，试计算边界层厚度δ以及平板总阻力。
已知机翼长度为m L 15=，宽度为m b 2=，空气温度为10=t ℃。
（答：2.751cm ，1.631kN ）
5-4速度为30m/s 的风，平行地流过广告板。
广告板长10m ，高5m ，空气温度为
10℃，试求广告板所承受的摩擦力。
(答137.9N)
解： 10=t ℃空气的运动粘度s m /1042.12
5-⨯=ν，密度3
/247.1m kg =ρ
F D 5-58.0=D C )
(解：
取 20.0292.12
1
8.081.9802⨯⨯⨯⨯=⨯e V
故 s m V e /14.87=
5-6压差阻力是汽车气动阻力的主要部分，有两辆迎风面积相同20.2m A =的汽
车，其一为敞棚的老式车，其阻力系数为9.01=D C ，另一为有良好外形的新式汽车，其阻力系数为4.02=D C ，若它们均以h km u f /90=速度行驶。
试求它们为克服气动阻力所应付出的功率，已知气温为10=t ℃。
陆
(答：17.54kW ，7.80kW ） 解： 对于敞棚汽车
N
A V C F D D 6.7012
3600100090247.1219.0212
2
11=⨯⎪⎭
⎫ ⎝⎛⨯⨯⨯⨯==∞ρ kW V F N D 54.1736001000906.01.711=⎪⎭
⎫
⎝⎛⨯⨯==∞
对于新式汽车
kW
N N F D 80.782.31122==
5-7
度=ν的密度
1.1s ⨯=ρ解：（1s u 时， ()
()
s
m /11.02.010********.92.0101.118162
53
=⨯⨯⨯⨯-⨯=--
由于气流速度s m /11.05.0 ，则颗粒为烟气带走。
（2）当s m u u s /5.00==时的颗粒直径 ()()
81
.92.0101.12
.0102235.0181836⨯-⨯⨯⨯⨯⨯=-=
-g u D s s ρρνρ
=19.2×10-5m
即在气流中能悬浮的颗粒直径mm D 19.0=，再大的颗粒将下沉。
因上
柒
式的应用条件为Re 1D <，则经验算在m D 5102.19-⨯=时的D Re ：
56
0.519.210Re 0.43122310D D u D
ν
--⨯⨯=
==<⨯
故计算结果正确。
5-8某气力输送管道，为了输送一定数量的悬浮固体颗粒，要求流速为颗粒沉速
的5倍。
已知悬浮颗粒直径mm d 3.0=，密度3/2650m kg ='ρ，空气温度为20℃，求管内流速。
5-9的速
5-10的杂质，
解：u =
5-113/293.1m kg =ρ，运动粘性系数s m /101326-⨯=ν，求烟囱所受的水平推力。
（答：612N ）
解： 56103.810
136
.018Re ⨯=⨯⨯==-νuD 查圆柱绕流阻力系数图，得出6.0=D C 则烟囱所受的水平推力为：
()N
H D V C F D
D 6.251320
6.018293.12
1
6.02122=⨯⨯⨯⨯⨯=⨯=∞ρ。