安工大 冶金传输原理习题2
冶金传输原理-质量传输-第9章第10章 试题库
第9、10章 质量传输基本概念题1、由O 2(组分A)和CO 2（组分B ）构成的二元系统中发生一维稳态扩散。
已知,/0003.0,/0017.0,/0622.0,/0207.033s m u s m u m kmol c m kmol c B A B A ====试计算：（1）。
n n n N N N u u B A B A m ,,)3(;,,)2(;,解：（1）333B 3A /0829.00622.00207.0/399.3737.2662.0/737.2440622.0/6624.0320207.0m kmol c c c mkg m kg M c m kg M c B A B A B B A A =+=+==+=+==⨯====⨯==ρρρρρ则s m u u u B B A A /10727.5)0003.0737.20017.0662.0(399.31)(14-⨯=⨯+⨯=+=ρρρs m u c u c c u B B A A m /10496.6)0003.00622.00017.00207.0(0829.01)(14-⨯=⨯+⨯=+=（2）)/(10519.30017.00207.025s m kmol u c N A A A ⋅⨯=⨯==-)/(10866.10003.00622.025s m kmol u c N B B B ⋅⨯=⨯==-则 )/(10385.510866.110519.32555s m kmol N N N B A ⋅⨯=⨯+⨯=+=---（3） )/(10125.10017.0662.023s m kg u n A A A ⋅⨯=⨯==-ρ )/(10211.80003.0737.224s m kg u n B B B ⋅⨯=⨯==-ρ 则 )/(10946.123s m kg n n n B A ⋅⨯=+=-题2、在101.3Kpa,52K 条件下，某混合气体各组分的摩尔分数分别为：CO 2为0.080；O 2为0.035； H 2O 为0.160；N 2为0.725。
冶金传输原理作业汇总
冶金传输原理作业(c).注意希腊符号的书写;(d)注意单位的检查;(e).用同一种颜色的笔书写. 1. 名词解释[1] 流体的粘度与运动粘度 [2] 理想流体与实际流体 [3] 牛顿流体与非牛顿流体 [4] 质量力和表面力 [5] 流线与迹线 2.简答题[1] 什么是流体连续介质模型？说明研究流体力学引入连续介质概念的必要性和可能性 [2] 简单表述流体粘性产生的机理。
温度对液体和气体的粘性的影响有何不同。
为什么会有这种不同?[3] 研究流休运动的Lagrange 法和Euler 法有什么区别和联系系？沿江河设置的水文观测站和陆地设置的气象观测站，前者观刚洪水的传播，后者收集天气预报数据，问它们属于拉格朗日法还走欧拉法？1. 怎样理解层流和紊流剪应力的产生和变化规律不同，而均匀流动方程式?2. 紊流的瞬时流速、时均流速、脉动流速、断面平均流速有何联系和区别?3. 紊流不同阻力区(光滑区、过渡区、粗糙区)沿程摩阻系数λ的影响因素有何不同?4. 什么是当量粗糙, 当量粗糙高度是怎样得到的?5. 试比较圆管层流和紊流水力特点(剪应力、流速分布、沿程水头损失、沿程摩阻系数)的差异?1．怎样判别粘性流体的两种流态——层流和湍流2．为何不能直接用临界流速作为判别流态(层流和湍流)的标准?3．常温下，水和空气在相同直径的管道中以相同的速度流动，哪种流体易为湍流?为什么？ 1. Euler 运动微分方程各项的单位是什么？2. 归纳伯努利方程，a)适用的围；b).各项比能的单位。
(1)造成局部压力损失的主要原因是什么?(2)什么是边界层?提出边界层概念对流体力学研究有何意义? 计算题1.设有温度为0℃的空气，以4m/s ，的速度在直径为100mm 的管中流动,试确定其流动形态.若管中的流体先后换成水和油，它们的流速均为0.5m/h 水的运动粘度621.79210/m s ν-=⨯，油的运动粘 度623010/m s ν-=⨯，试问水和油在管中各何种流动形态?2如图所示，试说明流体以流率q 沿长L 的圆锥形渐变管流动时雷诺数Re 的变化规律。
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。
精编【冶金行业】材料加工冶金传输原理习题答案修改过版
精编【冶⾦⾏业】材料加⼯冶⾦传输原理习题答案修改过版【冶⾦⾏业】材料加⼯冶⾦传输原理习题答案修改过版xxxx年xx⽉xx⽇xxxxxxxx集团企业有限公司Please enter your company's name and contentv第⼀章流体的主要物理性质（吉泽升版）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y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k T为多少?解：等温压缩率K T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（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。
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。
冶金传输原理-第7章 对流换热-2
wi" cwwi'
相似转换
7.4 相似理论基础
速度相似（运动相似）——各对应点对应时刻上速度的方向 一致，而大小互成比例，如下图所示，即
v1" v1'
v2" v2'
v3" v3'
Cv
Cv — 速度相似倍数
速度相似
7.4 相似理论基础
质点A、B沿几何相似的路径作相似运动。对应的物理量和相关
变量为速度v,运动途程l和时间 .则存在
标等于1
cuct 1
cl
将各相似倍数的关系代入得
u't ' u"t" Ho
l'
l"
Ho ut t — —均时准数，表示流体的速度场随时间变化的准数。 l lu
7.4 相似理论基础
对于B、C两项有
cucu cP
cl c cl
C(uz
T z
T
uz z
dz)dxdydzdt
(c)
(d )
(e)
7.2 对流换热微分方程组
dt时间内，由对流进入微元体的总热量Q为
Q
C u x
T x
uy
T y
uz
T z
T
ux x
u y y
uz z
dxdydzdt
根据连续方程 vx vy vz 0, 于是有 x y z
Q
C(ux
二、对流换热微分方程 ф
贴壁处的无滑移边界条件：
将傅立叶定律用于贴壁流体层得
AT
W
y y0
由牛顿冷却公式
hAT
联立以上两式，得:
h T
安工大 冶金传输原理第九章 导热-2014
C2 t f 1
tf 2 tf1 1 1 h1 h h 2 1
将C1、C2代入（*1）
1 x tf 2 tf1 t tf1 h 1 1 1 h h 2 1
解方程得到壁内的温度分布：
例 一 2 ㎝厚的墙， 以 1 1.3W / m ℃的材 料建造，为使每平方米的热损失少于 1830W，在墙外要加入 0.35W / m ℃， 的绝缘，假设绝缘内外侧的温度分别 为 1300 及 30℃（如图） ，求所需绝缘 的厚度。
2
例 某一厚 2.5 ㎝，截面积 0.1 ㎡，两 面及中心温度分别为 38℃，94℃及 60 ℃，通过该物质的热流为 1kW，求λ 与 温度的关系。
• 解：因为是一维稳态导热，有内热源，所以微分方程是 （9-2）
d t qv 0 2 dx
t tW
2
• 边界条件
x S x S
t tW
• 解方程并由边界条件确定积分常数，得到平壁内温度分布 为：
qv 2 t tw (S x 2 ) 2
当=0时，得平壁中心温度：
第九章 导热
是指物体内的不同温度的各部分之间或 不同温度的物体相接触时发生的热量传 输现象。
微观：是依靠微观粒子的热运动而进行的， 热量从高温区传给低温区的过程。 特点：导热的物体各部分之间不发生相对 位移。
t q 机理： n
只要有温度梯度就
有导热，导热在固、液、气体中都能发 生（有温度剃度） ，但是在液、气中发 生导热的同时，由于温差的存在，必然 伴随有对流现象。也就是说液体和气体 中，导热不是热量传输的唯一形式。
W / m2
1
2
冶金原理课后习题答案ch02
第二章习题与思考题1.某金属在不同相态下氧化生成MeO的标准吉不斯自由能— 温度关系如下：2Me①+O2=2MeO(s), ΔG θ ①=-1215033.6+192.88T,J2Me②+O2=2MeO(s), ΔG θ ②=-1500800.8+429.3T,J2Me③+O2=2MeO(s), ΔG θ ③=-1248505.6+231.8T,J（1）确定Me①,Me②,Me③的相态；（2）计算Me 的熔点和沸点；（3）作自由焓—温度图。
2．试计算碳酸镁在空气中的开始离解温度和化学沸腾温度。
已知： MgO+CO2=MgCO3ΔG θ T=-110750.5+120.12T,J3.将碳酸钙置于容积为 1L的容器中加热到 1073K， 问有多少 CaCO3 离解？解答：1. 解：（1）根据斜率变化②>③>①，可知②—气相，③—液相，① —固相。
（2）熔点： q q 31 G G D = D -1215033.6+192.88T=-1248505.6+231.8TT 熔=860.2K同理，沸点： q q 2 3 G G D= D ，T 沸=1227.5K （3）略2. 解：（P 43）TG 12 . 120 5 . 110750 + - = D 27 . 6 5783 log 2 + - = Tp CO 开始离解Pa p CO 4 . 30 101325 0003 . 0 2 = ´ = 化学沸腾 Pa p CO 101325 101325 12 = ´ = 27 . 6 5783 0003 . 0 log + - = 开T T 开=590K 27 . 6 5783 1 log + - = 沸 T T 沸=922K3.解：CaO+CO 2=CaCO 3T P RT Kp RT G CO 4 . 144 170925 ln ln 2 + -= = - = D q 1073 4 . 144 170925 ln 1073 314 . 8 2 ´ + -= ´ CO P 得 P CO2=16887.8Pa因 nRT PV = ，所以3 32 10 893 . 1 1073314 . 8 10 8 . 16887 - - ´ = ´ ´ = = RT PV n CO 33 2 10 893 . 1- ´ = = CaCO CO n n m CaCO3=0.1893g。
冶金传输原理-质量传输-第12章 对流传输 试题库
对流传输题1、流体在一平板上作湍流流动时，湍流边界层的舍伍德准数可以用下式计算3/15/4Re0292.0ScSh LL =一烧杯的酒精被打翻，酒精覆盖在光滑的实验台表面上。
实验室的排风扇可产生流速为6m/s 且与台面平行的空气流。
如果台面宽度为1m,空气温度和压力分别为289K 和1.013×105Pa ，酒精在298K 的蒸气压为4000Pa 。
试求酒精在每秒钟每平方米台面上的蒸发量。
已知，在289K 的温度下，酒精的运动粘度,/1048.125s m -⨯=ν它在空气中的扩散系数。
s m D AB /1026.125-⨯= 解：在空气-酒精体系中有17.11026.11048.155=⨯⨯==--AB D Sc ν551005.41048.116Re ⨯=⨯⨯==-νuL9420537.1306170292.017.1)1005.4(0292.03/15/45=⨯⨯=⨯⨯⨯=L Shs m LD Sh k ABL c /01187.011026.19425=⨯⨯==-酒精在板表面附近的浓度为3/66.1289314.84000m mol RTp c A A =⨯==因而，单位面积上酒精的蒸发量为)/(1097.166.101187.022s m mol c k J A c A ⋅⨯=⨯==-题2、温度为280K 的水以1.5m/s 的流速在内壁上挂有玉桂酸的圆管内流动，圆管内径为50mm 。
已知玉桂酸溶于水的施密特准数。
2920=Sc 试分别用雷诺、普朗特-泰勒、卡门和奇尔顿-柯尔本类比法计算充分发展后的对流传质系数。
已知在280K 水的物性分别为：。
33/1000;1045.1m kg s Pa =⋅⨯=-ρμ又已知，当流体在管内进行湍流流动时，其摩擦阻力系数的经验式可以表示为：2.0Re046.0-=f C解：431017.51045.110005.105.0Re ⨯=⨯⨯⨯==-∞μρdv32.042.01024.5)1017.5(046.0Re046.0---⨯=⨯⨯==f C（1） 雷诺类比s m v Ck fc /1093.35.121024.5233--∞⨯=⨯⨯==（2） 普朗特-泰勒类比sm v Sc CCk f fd /1025.55.1)12920(2/1024.5512/1024.5)1(2/512/433---∞⨯=⨯-⨯+⨯=-+=（3）卡门类比{}{}sm v Sc Sc C Ck ffd /1024.55.1]6/)292051ln[()12920(2/1024.5512/1024.5]6/)51ln[()1(2/512/433---∞⨯=⨯⨯++-⨯+⨯=++-+=（4）奇尔顿-柯尔本类比s m Scv C k fc /1092.129205.121024.5253/233/2----∞⨯=⨯⨯⨯==题3、在293K ，水流过直径为3mm 的球形苯甲酸颗粒，水的流速为0.18m/s 。
冶金传输原理-动量传输-第3章试题库.doc
第3章流体动力学【题3-1】在生产过程中常用设备位置的高度差来使流体以一定的流速或流量流动，如水塔、高位槽或虹吸等。
这类计算可归纳为已知高度差求流速或流量；或者求出欲达到某一流量须保持若干高度差。
如图3-1所示，水槽液面至管道出U的垂直距离保持在6.2m，水管全长330m,管径为如果此流动系统中压头损失为6mH 20 ，试求管路中每分钟可达到的流量。
解取水槽液面为1 一1截面，水流出口为2—2截面，取水平基准面通过水管中心。
列出1一1截面至2—2截面之间的伯努利方程式为4 + 1 + 4 =i + A + z2+，＜2^ gp 2g gp -因为水平基准而通过截面2—2,所以Z2=0，z1=6.2m。
液面因为水流出口均与大气相通，故A=p2=l大气压。
因截面1一1比2—2要大的多，所以可近似认为％=0。
己知/Av=6mH2O,将这些数值代入得6.2= 4 +6,解出u2 = ^/0.2x2g = 1.98m/ s于是水的流量Q = u,x-d2 =\.9Sx-x0.0922 =0.013m31s = 0.79m3 /min 2 4 4【题3-2】采用如图3-2所示的集流器测量离心风机的流量。
己知风机吸入管道的直径d=350mm,插入水槽中的玻璃管内水升高h= 100mm，空三的密度/?二1.2知/ m3，水的密度为p = 1000^ / ，不考虑损失，求空气的流量。
o图3-2题3-2不意图解取吸水玻璃管处为过流断面1 一1，在吸入U前的一定距离，空气为受干扰处，取过流断面0—0，其空气压力为大气压，空气流速近似为0，v0^Oo取管轴线为基准线，且/^_,=0,则列出0—0 和1 一1两个缓变流断面之间的能量方程为0 + 1 + 0 = 0 + -^ + 1 SP8PPi = P a-Pghf所以v, = 2g Pa ~ Pl = 2g= 2^/z^- =(2x9.807 x0.1 x= 40.43m3 / 5 \ SP \ SP V P V 1-2q v =v,-d2 = 40.42x-x0.352 = 3.89m3 /s v 1 44【题3-3】如图3-3所示，求单位宽度二维槽道内水的流量，忽略能量损失。
冶金传输原理-质量传输-第11章 扩散传质 试题库
第11章 扩散传质题1、一直径为2..44cm,长为61cm 的圆管，其两端分别与两个巨大容器相连，如下图所示，这是一个氨（NH 3）-氮（N 2）扩散系统。
设系统压力为1.0132×105Pa,温度为50℃，近似地将圆管内气体的扩散视为等摩尔逆向扩散。
设圆管两端NH 3的分压分别为,1066.6,10999.13241Pa P Pa P A A ⨯=⨯= 并且已知扩散系数。
s m D AB /10648.225-⨯=试计算：（1）氨（A ）的扩散通量；（2）氮（B ）的扩散通量；（3）氨（A ）浓度分布。
（12分） 解：（1）)/(10155.2)1066.610999.1(61.0323314.810648.2)(2434521s m mol p p z RT D N A A AB A ⋅⨯=⨯-⨯⨯⨯⨯=-∆=-- （2）B A N N -=（3）zz p z z p p p A A A A 44443112101852.210999.110999.161.0)10999.11066.6(⨯-⨯=⨯+⨯-⨯=+∆-=题2、将初始碳浓度为0.2%(质量百分比)的厚钢板置于1193K 的渗碳气氛中渗碳处理，此情况下钢板表面的碳浓度为 0.9%。
已知碳在钢中的扩散系数为1.0×10-11m 2/s 。
要求钢件表面下0.2mm 深处的碳浓度达到0.6％，求渗碳处理时间？0.5解： 可按半无限大介质中的非稳定态扩散求解，即⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=--t D z erfw w w w AB A As A As 20代入已知数据，则有⎪⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯⨯==----t erf 114100.121024286.0002.0009.0006.0009.0 4.0100.12102114=⨯⨯⨯--t解得 h s t 737.16253==题3、如下图所示，气体氨（A ）与气体氮在具有均匀直径的管子两端进行等分子反向稳态扩散，气体的浓度为298K ，总压力为1.01325×105Pa,扩散距离为0.1m,在端点1处,10013.141Pa p A ⨯=另一端,10507.042Pa p A ⨯=。
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1 2
v2 bLCD
2
1 2
999 .7 1.22
1.2 3 0.00319
2
16.57 N
10
第五章习题
5-3 飞机以速度在大气中飞行，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及平板总阻 力。已知机翼长度为，宽度为，空气温度为℃。
习题讲解
第四章习题
4-1 沿直径d=200mm的管道输送润滑油，重量流量为
G=882500N/h，润滑油的 g 8825N / m3 ，运动黏度为v，冬天
v1=1.092 ×10-4m2/s，夏季v2=3.55 ×10-5m2/s，试判断冬夏两季润 滑油在管中的流动状态？
解：
Re ud
V2bL
2
1 1.247 1.52 0.1 0.25 0.01292 2
2
9.063104 N
9
第五章习题
5-2 光滑平板宽1.2m，长3m，潜没在静水中以速度u 1.2m/ s 沿水 平方向拖曳，水温为10℃，求：1）层流边界层的长度 （ Re K 5105 ）；2）平板末端的边界层厚度；3）所需水平拖
z1
P2
g
V22 2g
z2
h损
例（4-2）图
V1 0, P1 P2 Pa , z1 z2 h l
沿程损失为： hw
l d
V22 2g
h
l
1
l d
V22 2g
3
第四章习题
Q
V2
4
d
2
4
d
2
2g d h l
d
第四章习题
4-5 一水库，如图，呈上大下小的圆锥形状，底部有一泄流管，
直径d=0.6m，流量系数 ， 初0.8始水深 h ，3m水面直
径 D ，60m当水位降落1.2m后的水面直径为48m，求此过 程所需时间。
解：从几何关系可得水池直径D与水深的关系式：
D 10h 3
Fhdh Qdt A 2ghdt
102 h 3dh 0.8 0.62 19.62hdt
4
4
分离变量： dt 78.37 h1.5 6h0.5 9h0.5 dh
t 78.37
0.4h2.5 1.5h1.5 18h0.5
1.8 1775s
3
7
第四章习题
解：空气在t=10℃时， 1.42105 m2 / s 1.247 kg / m3
ReL
Vb
100 2 1.42105
1.408107
0.37xRe
x
1 5
湍流边界层
在x=L处（后缘）
L
0.37 2 1.408107
1 5
2.751cm
0.074
CD
Re
L
1 5
0.004360
FD
1 2
v2
bL
C
D
2
1 1.247 2
100 2
2 15 0.00436
2
11
第五章习题
5-4 速度为V 30m / s的风，平行地流过广告板。广告板长 L=10m，高b=5m，空气温度为t=10℃ ，试求广告板所承受的 摩擦力。
k=1.4,R=287J/kg·k a1= KRT 2801.4 287 335m/s 5000m：T (20 5000 0.0065) 273 260.5K a2= KRT 260.51.4 287 323.5m/s 10000m：T (20 10000 0.0065) 273 228K a3 KRT 2281.4 287 302.7m/s
0.37 x 0.37 3
0.0572 m
5 Re x
5 2.77 106
阻力系数
CD
0.074
Re
L
1 5
5
0.074 2.77 106
0.0038
CD
0.074 Re0L.2
1700 ReL
0.0038 0.00061
0.00319
平板阻力为：FD
A-B两截面间的能量平衡关系为：
,
1
PA
1
PB P损'
Q
Q
AuB
uB
2.74103
1 (0.05)2
B1.4m
/
s
P损'
1
(PA
PB )
4
(
L d
) uB2
2
1 629 (0.03 10 )1.42
1000 0.10197
0.05
由 C02
r 1
C2 r 1
v2 2
, Ma
v C
0.8
C02
C2
(0.8 C)2
r 1 r 1 2
得：a 323.06m / s, v 323.06 0.8 257.6m / s
P P0
(1
r
2
1
M
a
2
)
r
r 1
得：P 321.8KN / m2
体积流量：Qv
G
g
882500 8825 3600
0.028m3
/s
平均流速：u= Qv A
0.028
d2 /4
0.885m /
s
在夏天：Re
=
0.885 0.2 3.55105
4985.9
2300，为紊流
在冬天：Re
=
0.885 0.2 1.092 104
1620.8
解：颗粒在流体中等速沉降的速度是由颗粒所受重力、浮力 和绕流阻力三者平衡决定的
u 4 gd
4 7000 4500 9.8 0.4103
3Cw
3 0.44 4500
0.0812m / s
上升200mm的时间为： t x 0.2 2.46s u 0.0812
FD
CD
1 2
V2bL 2
0.002457
1 1.247 2
30 2
50 2
137 .9N
12
第五章习题
5-10 钢水密度 7000 kg / m，3 内含直径 d 0.4mm ， 4500 kg / m3 的 杂质，若杂质在钢水中等速上浮，求在钢水中上升200mm所 需的时间。
解：空气在t=10℃时， 1.42105 m2 / s 1.247 kg / m3
Re L
V L
3010 1.42 105
2.113107
混合边界层
CD
0.074 Re0L.2
1700 ReL
0.002537
0.00008
0.002457
总摩擦力为：
13
第六章习题
6-1 氢气温度为45 ℃，求其音速。 解：由T=45+273=318 K，k=1.41 气体常数 R 8313
M a= KRT 1.41 8313 318 1354m/s
2
14
第六章习题
6-3 已知 标准大气层沿高程的空气温度递减率为0.0065 ℃/m，若 地面温度为20 ℃，求高程为2000m，5000m，10000处的音速 。 解：2000处，T=(20-2000×0.0065)+273=280K，
Re VL 1.5 0.10 1.056104 3.2105
1.42105
整个平板为层流边界层
5.0L 5.0 0.1 0.4866 cm
Re 1.056 10 4
阻力系数：CD
1.328 Re L
0.01292
阻力为：FD
CD
1 2
解：A-B两截面间的能量平衡关系为
gZA
1
水
PA
12VA2
gZB
1
水
PB
12VB2
P损'
QVAAA VB AB
AB AA
dB dA
2
0.4
2
0.2
4
VA 4VB 4m / s
又Q Z ZA ZB 1m
P损'
2
B0.294
8
第五章习题
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℃。
解：温度为10℃条件下的大气的运动粘性系数为 1.42105m2 / s 1.247，kg后/ m缘3 雷诺数为：
4-8 测90°弯头的局部阻力系数时，在A、B两断面接测压管。如
图，弯头水平放置。已知管路直径 d 50m。mAB段管
长 L 10m，水流量Q=2.74×10-3m3/s。摩擦系数 0.03。A、