传输原理课后答案

1、什么是连续介质，在流体力学中为什么要建立连续介质这一理论模型？答：(1)连续介质是指质点毫无空隙的聚集在一起，完全充满所占 空间的介质。(2)引入连续介质模型的必要性：把流体视为连续介质后，流体运动中的物理量均可以看为空间和时间的连续函数,就可以利用数 学中的连续函数分析方法来研究流体运动，实践表明采用流体的连续 介质模型，解决一般工程中的流体力学问题是可以满足要求的。1- 9 一只某液体的密度为800kg/m3,求它的重度及比重。27解：重度：y=pg=800* 9.8=7840kg/(m * S )比重：卩/卩水=800/1000=0.8注：比重即相对密度。液体的相对密度指该液体的密度与一个大气压下 4 C 水的密度 (1000 kg/) 之比课本p4o1-11设烟气在标准状态下的密度为1.3kg/m3,试计算当压力不变温度分别为1000-C和1200-C时的密度和重度解：已知:t=0C时，p0=l. 3kg/m3,且 P=则根据公式Po/(1 + Pt)当t=1000 C时，烟气的密度为p = 1.3/ (1+-x1000)kg/m8=0. 28kg/m3 烟气的 重度为 丫 = P弓=(。28 X98)kg/n?=2 274 kg/m3当t=1200 C时，烟气的密度为p = 1.3/(l+x1200)kg/m8=0.24kg/m8 烟气的 重度为 y = P = (024x9.8)kg/m3=2. 36kg/m3答：绝对压强：以绝对真空为起点计算的压力，是流体的实际，真 实压力，不随大气压的变化而变化。表压力：当被测流体的绝对压力大于外界大气压力时，用压力表 进行测量。压力表上的读数（指示值）反映被测流体的绝对压力比大1=1=1气压力高出的数值，称为表压力。既：表压力=绝对压力-大气压力真空度：当被测流体的绝对压力小于外界大气压力时，采用真空 表测量。真空表上的读数反映被测流体的绝对压力低于大气压力的差 值，称为真空度。既：真空度=I绝对压力-大气压力I =大气压力- 绝对压力1-81 物理大气压（atm） = 760 mmHg = 10332 inmH201 物理大气压（atm） =1. 033 kgf/cm2 = 101325 PalmmH20 = 9. 81 Pa1-21已知某气体管道内的绝对压力为117kPa,若表压为70kPa,那 么该处的绝对压力是多少（已经当地大气压为98kPa）,若绝对压力 为68.5kPa时其真空度又为多少？解：P绝二P表+P大气=70kPa+98kPa =168kPaP M=-(P绝-P大气)=-(68. 5kPa-98kPa)=29. 5kPa1、 气体在什么条件下可作为不可压缩流体？答：对于气体，在压力变化不太大（压力变化小于10千帕）或流速 不太高（V2300 所以管中流态为湍流。3- 7.横断面积为2.5mX2. 5m的井矿巷道中（已知：井下温度t=20C, 空气q =0.15c m2 / s）,当空气流速v=lm/ s时，气体处于什么流动 状态？解：V t =20*C ;v=lm / s; r| =0.15c m2 / s=l. 5X10-5 m1 / sRe=vds / r| 其中，ds=4A/ SA=2. 5X2. 5=6. 25m; S=2. 5X4=10mds=4X6.25/10=2.5则：Re=vds /q =1X2. 5 / 1.5X10-5 m2 / s=1670002300；中流态为湍流3-10.设金属光滑水管，直径D=50mm,流过水的温度件20C时的运 动黏度i=0.013*104in2/s,流过直线段长度L=20mo试计算水流量 qvl=0.3m3/h 和 qv2=1.2m3/h 时的摩擦阻损？解：(1)水流速和Re数Ui=qvl/7t(D2/4)=0.3/(3.14*0.052)/4*3600=0.04m/sRe1=U1D/i=0.04*0.05/0.013*104=15384000, 湍流(2)管道摩擦阻力损失(设p=1000kg/m3)层流： hi 摩=L/D*pU/2=64/Rei*20/005T000/2* ( 0.04 ) 2=13.3N/m2湍流:lb 摩=X*L/D*pU22/2=0.3164/Re2025*20/0.05*1000/2* (0.16)2=182.84N/m2 3/2、计算下面两管道的当量直径：(4)横截面边长为a的正六边形管道;(2)内、外直径分别为d1和d2的同心圆环套管.解:(4)由当量直径的公式de=4A/sA-导管或设备的流通截面积,S皱流体所浸润的导管或设备的周长因为正六边形的横截面是由6个正三角形组成,S六边形=6S三角形=6* a*a*1/2=正六边形横截面管道周长S=6a, de= (4*3* *a2) /6a=V3a.2(2)S同心=nr2=-n(d-d|)/4同心圆周长=n (d2 - dt)同心圆环管道的当量直径de=4n(d2-d2)/4/n (d2 -叫)=d2+d1第四章边界层理论K什么叫边界层厚度？答：流速相当于主流区速度的0.99处到固定体壁面间的距离叫边界 层厚度1 简述拉瓦尔喷管的原理。答：拉瓦尔喷管的前半部是一段由大变小向中间收缩的管道。收 缩到一定程度之后又由小变大向外扩张。这种管路可使气流的速度因 喷管截面积的变化而变化，使气流从亚音速到音速，直至加速到跨音 速。拉瓦尔喷管的原理：气体以一定的初速度进入喷管的前半部(收 缩段)，在这一阶段，气体的运动遵循”流体在管中运动时，截面小 处流速大，截面大处流速小”的原理，因此气流被不断加速。当到达 喉部时，气流流速已经超过了音速。而跨音速的流体在运动时却不再 遵循”截面小处流速大，截面大处流速小”的原理，而是恰恰相反， 截面越大，流速越快。所以气流通过喉部进入扩张段时，气流的速度 被进一步加速，最终起到增大气流流速的作用。什么是滞止状态和临界状态？滞止状态：流动中某截面或某区域的速度等于零，处于静止或滞 止状态，则此断面上的参数称为滞止参数，角标用0表示。临界状态：一元恒定等爛气流某一截面上气流速度当地音速时, 该断面上的参数称为临界参数，角标用*表示。1什么是马赫数?答：在可压缩性气体流动过程中常以当地条件下的声速作为标准 来表示气体流出的相对速度，该比值称为马赫数。用M或Ma定义式为:Ma= uus式中U为可压缩性气体流出的实际速度(ms)us为相同条件下气体介质的声速(ms) 1 等觞流动为什么看成绝热可逆流动 答:当高速气体通过一很短的喷管时，过程进行的时间很短，通过管 壁散失的热量相对于流动的液体输运的能量而言，非常少，可以看作 是绝热流体，又因为摩擦影响很小，可以近似地认为流动过程是可逆 的，因而流动很接近等爛流动。10-6外径d=150inm的蒸汽管道要求散量不大于465J/(m s),试确定 用珍珠岩磷酸盐制品(A =0.052+0.29X10 _3tW/(m C)作保温材料包扎层的最小厚度。设蒸汽管外表温度为400C,保温层外壳250C。解：入=0.052+0.29 X103tW/(m C)=0.052+0.29 X10_3X (400+250) /20.15W/ (m C)q =At/ (1/2TT X (1/A Xln d2/dl)465= (400-250) / ( 1/2tt X (100/15 X In d2/150)带入数据得：d2=202. 5Ah= (d2-dl) /2=(202.5-150) /2=26.25 mm