安工大 冶金传输原理习题2

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，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：第四章习题4-2如图，水箱中的水通过直径为d，长度为l，沿程阻力系数为λ的铅直管向大气中放水，求h为多大时，流量Q与l无关？（忽略局部损失）要确定流量，应首先确定管中的流速，可以直接应用能量方程来解。取水箱液面1-1与铅直出口面2-2列能量方程式：

解：沿程损失为：第四章习题要使Q与l无关，必须：此时：第四章习题4-3小管直径,大管直径，A点压强为7m水柱高，B点压强为4m水柱高，已知大管截面平均流速，B比A高1m，求管中水流方向及A、B两截面间的压力损失。解：A-B两截面间的能量平衡关系为

第四章习题4-4已知一根直立的突然扩大的水管。如图所示，d1=150mm,d2=300mm,V2=3m/s，水的密度ρ1=1000㎏/m3，汞的密度ρ2=13600㎏/m3,若略去沿程损失，试确定汞比压计中的汞液面何侧较高？差值为多少？解：假设比压计中泵液面如图所示，截面突然扩大的局部损失为。对截面1-1与2-2列出能量方程，有

计算结果说明假设正确，比压计右侧的汞液面高于左侧的汞液面，差值为0.2185m。

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，初始水深，水面直径，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：

分离变量：

第四章习题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。AB段管长，水流量Q=2.74×10-3m3/s。摩擦系数。A、B间压差水柱。求该弯头的K值。,解：由题意可知

A-B两截面间的能量平衡关系为：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，后缘雷诺数为：

整个平板为层流边界层

阻力系数：阻力为：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沿水平方向拖曳，水温为10℃，求：1）层流边界层的长度（）；2）平板末端的边界层厚度；3）所需水平拖拽力。所以：解：水温t=10℃时，

阻力系数

平板阻力为：

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℃。解：空气在t=10℃时，

湍流边界层在x=L处（后缘）第五章习题5-4速度为

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。

解：空气在t=10℃时，混合边界层

总摩擦力为：第五章习题5-10钢水密度，内含直径，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：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

上升200mm的时间为：第六章习题6-1氢气温度为45℃，求其音速。

解：由T=45+273=318K，k=1.41气体常数第六章习题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，k=1.4,R=287J/kg·k第六章习题6-4空气在直径d=102mm的管路中流动，重量流量为G=9.8N/s，滞止温度t=38℃,某截面的绝对压强P=41360N/m2，求该处的流速v及马赫数M。解：第六章习题6-5飞机在2000m的高空飞行，航速为2400km/h，空气温度为-56.5℃，求飞机的马赫数？解：第六章习题6-7绝热气流的滞止压强P0=490KN/m2，滞止温度T0=293K，求滞止音速a0及M=0.8的音速，流速和压强值。解：第六章习题6-9大容器的空气经渐缩喷管流向外界空间，容器中空气压力为P0=200kPa,温度为TO=300K,喷管出口截面为Ae=50cm2,出口空间压力分别为PB=0kPa,100kPa,150kPa,试求质量流量。解：第六章习题6-11收缩-扩张型喷管的出口面积为Ae=100cm2,喉部截面面积为At=50cm2,前室足够大，其中压力为P0=400kPa,温度为tO=100℃,试求:使喷管产生堵塞现象的最大出口背压？背压分别为Pb=0kPa

,200kPa,300kPa条件下流量？使喷管气体由亚音速膨胀到超音速所对应的背压Pb？解：第六章习题当马赫数Me=1时，第七章习题7-1已知光滑管中不可压缩流动的沿程水头损失hf决定于管器直径d，长度L，流体密度，动力黏性系数，平均流速u,和重力加速度g,试用因次分析法建立hf的物理方程式形式。解：取三个物理量为基本量推导无因次项第七章习题第七章习题7-2直径为600mm的光滑管，平均流速10m/s,现用直径为50mm的光滑水管进行模型试验，为了动力相似，水管中的流速应该为多大？若在水管中测得压差水柱为500mm水柱，则在原型风管中将产生多大的压差？设水和空气的温度为20℃解：由雷诺数相等：由