材料

1.低碳钢铸铁两种材料断口有什么不同?它们的力学性能有何不同?
答:1.低碳钢是塑性材料,受拉时经过弹性阶段、屈服阶段、强化阶段和颈缩阶段,破坏前变形明显,断口面积小于原截面面积、截面不平整;而铸铁是脆性材料;塑性相对较差,一般不变形,断口呈突然整齐断裂,可与横截面基本重合,断口粗糙,凹凸颗粒状。2.低碳钢的拉伸伸长量与荷载的关系有弹性阶段、屈服阶段、强化阶段和局部变形阶段,而铸铁没有屈服阶段。而其他三个阶段很明显;对低碳钢来说,屈服极限和强度极限是衡量强度的标准,而铸铁则是由抗拉强度决定;低碳钢是塑性材料,铸铁是脆性材料。
2.可以测取低碳钢的压缩强度极限吗?为什么?
答:不可以。低碳钢压缩时,超过屈服后,试样由原来的圆柱形逐渐被压成鼓性。继续不断加压,试样将越压越扁,但总不破坏。所以,低碳钢不具有强度极限。
根据铸铁的断口形式简单分析其破坏原因?
答:铸铁在受压时,作用时间短,表明很少的塑性表形存在。铸铁压缩时沿斜截面断裂,其主要原因由剪应力引起的。因试样两端存在摩擦力,故试件一般沿略大于45°,即50°—55°方向断裂。
3.低碳钢与铸铁扭转时的破坏情况有什么不同?根据不同现象分析破坏原因。
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答:低碳钢的扭转角远大于铸铁,由于低碳钢是塑性材料,铸铁是脆性材料,低碳钢试件受扭转时沿横截面破坏,此破坏是由横截面上的切应力造成的,说明低碳钢的抗剪强度较差;
铸铁试件受扭转时沿大约45度斜截面破坏,断口粗糙,此破坏是由斜截面上的拉应力造成的,说明铸铁的抗拉强度较差。
4.同一静止液体内的测压管水头线是根什么线?
答:测压管水头指z+p/r,即静水力实验仪显示的测压管液面到主基准面的垂直高度,测压管水头线指测压管液面的连线,理论上,同一静止液面的测压管水头线是一根水平线。实际中,由于实验误差,变成了一条有倾斜的直线。
5.当测管的连接管漏气时,测管刻度如何变化?
答:当测管连接管漏气时,测管刻度将比其他测管或水箱液面的高度要低,即液面刻度相对有下降。
6.如测压管太细,对测压管液面的读数将有何影响?
答:当测压管太细时,测压管液面毛细现象明显,测压管液面因毛细现象而升高,导致测压管液面读数偏大,造成测量误差。
7.测压管水头线和总水头线的变化趋势有何不同?为什么?
答:测压管水头线(P-P)沿程可升可降,线坡JP可正可负。而总水头线(E-E)沿程只降不升,线坡JP恒为正,即J>0。这是因为水在流动过程中,依据一定边界条件,动能和势能可相互转换
8.流量增加,测压管水头线有何变化?为什么?
答:流量增加,测压管水头线(P-P)总降落趋势更显着。这是因为测压管水头Hp=Z+p/r=E-Q2/2gA2,任一断面起始的总水头E及管道过流断面面积A为定值时,Q室内养殖泥鳅设备增大,v2/2g就增大,则Z+p/r必减小。而且随流量的增加,阻力损失亦增大,管道任一过水断面上的总水头E相应减小,故,Z+p/r的减小更加显着。
9.试问避免喉管(测点7)处形成真空有哪几种技术措施?分析改变作用水头(如抬高或降低水箱的水位)对喉管压强的影响情况。
答:措施:(1)减小流量,(2门窗封条)增大喉管管径,(3)降低相关管线的安装高程,(4)改变水箱中的液位高度。
本实验管道喉管的测压管水头随水箱水位同步升高,而水箱水位的升高对提高喉管的压强(减小负压)效果不明显。
10.毕托管测量显示的总水头线与实测绘制的总水头线一般都有差异,试分析其原因。
答:总压管液面的连线即为毕托管测量显示的总水头线,其中包含点流速水头。而实际测绘的总水头是以实测的z+p/r值加断面平均流速水头v2/2g绘制的。由于本实验毕托管的探头通常布设在管轴附近,其点流速水头大于断面平均流速水头,所以由毕托管测量显示的总水头线,一般比实际测绘的总水头线偏高。
11.为什么压差计的水柱差就是沿程水头损失?如实验管道安装成倾斜,是否影响实验结果?
答:因管径是一样的,故断面平均流速相等,有时均匀流,水头损失只有沿程损失,则能量方程可简为Z1+P1/γ=Z2+P2+hf1-2hf1-2=(Z1+P1/γ)-(Z2+P2/γ)。即压差计的水柱差就是沿程损失,此管道成斜时,不影响实验。
12据实验的m值,判断本实验的流动型态和流区。
答:因测得1.75<m=1.80<2.0,所以实验中流动形态为紊流,且是紊流过渡区。
13实际工程中钢管中的流动,大多为光滑紊流或紊流过渡区,而水电站泄洪的流动,大多为紊流阻力平方区,其原因何在?
答:因泄洞的Re较大,层流底层相对较薄,δ0比Δ小很多,其粗糙度起主要作用,其Δ/d>6,故钢管的流动多为光滑紊流,或紊流过渡区。
14脱硫塔内衬防腐管道的当量粗糙度如何测得?
答:可根据管道材质,查表确定其当量粗糙度。
15本次实验结果与莫迪图是否吻合?试分析原因。
答:不吻合。在第二过渡区两图的曲线规律并不相同,本图是先下降后回升。莫迪图则是λ随Re增而减小,一直降到阻力平方区时为水平线;其原因一般认为是因为人工粗糙的形状和排列与自然粗糙的形状和排列不同所致。
16.流态判断为何采用无量纲参数,而不采用临界流速?
:因为对于不同的水流条件和边界条件,临界流速是不同的,为了判别流态,雷诺对不同管径,不同粘性作了大量的实验,得出了用无量纲参数(vd/V)作为管流流态的依据,之后雷诺又完成了k的测定,于是无量纲数(vd/V)便成了适用于任何管径,任何牛顿流体的流态转变的依据。
17.为何认为上临界雷诺数无实际意义,而采用下临界雷诺数作为层流与紊流的依据?
:根据实验测定,上临界雷诺数实测值在30005000范围内,与操作快慢,水箱的紊动度,外界干扰等密切有关。有关学者做了大量实验有的得1200040000不等,实际水流中,干扰总是存在的。故上临界雷诺数为不定值,无实际意义只有下临界雷诺数才可以作为判断流态的标准。凡水流的雷诺数小于下临界雷诺数必为层流。一般实际测得下临界雷诺数为2000左右。
18.在测定Re时的调小流量过程中,为什么不许反调?
:在测定Re时调小流量过程中,反调会形成回程差,产生较大误差,得到的Re值较不准确,故不许反调。
19..分析层流和紊流在运动学特征和动力学特征方面各有何差异?
层流:运动学特征:1质点有律作分层流动2.断面流速按抛物线分布3.运动要素无脉动现象
动力学特征:1.流层间无质量传输2.流层间无动量交换3.单位质量的能量损失与流速的一次方成正比
紊流胸章制作:运动学特征:1.质点互相混掺作无规则运动2.断面流速指数规律分布3.运动要素发生不规律的脉动现象
动力学特征:1.流层间有质量传输2.流层间存在动量交换3.单位质量的能量损失与流速的(1.752)次方成正比
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