当前位置：文档之家 › 流体力学第二版课后习题(答案)

流体力学第二版课后习题(答案)

  • 格式：doc
  • 大小：4.53 MB
  • 文档页数：60

资料

. 第一章习题答案

选择题（单选题）

1.1 按连续介质的概念，流体质点是指：（d）

（a）流体的分子；（b）流体内的固体颗粒；（c）几何的点；（d）几何尺寸同流动空间相比是极小量，又含有大量分子的微元体。

1.2 作用于流体的质量力包括：（c）

（a）压力；（b）摩擦阻力；（c）重力；（d）表面张力。

1.3 单位质量力的国际单位是：（d）

（a）N；（b）Pa；（c）kgN/；（d）2/sm。

1.4 与牛顿内摩擦定律直接有关的因素是：（b）

（a）剪应力和压强；（b）剪应力和剪应变率；（c）剪应力和剪应变；（d）剪应力和流速。

1.5 水的动力黏度μ随温度的升高：（b）

（a）增大；（b）减小；（c）不变；（d）不定。

1.6 流体运动黏度的国际单位是：（a）

（a）2/sm；（b）2/mN；（c）mkg/；（d）2/msN。

1.7 无黏性流体的特征是：（c）

（a）黏度是常数；（b）不可压缩；（c）无黏性；（d）符合RTp。

1.8 当水的压强增加1个大气压时，水的密度增大约为：（a）

（a）1/20000；（b）1/10000；（c）1/4000；（d）1/2000。

1.9 水的密度为10003kg/m，2L水的质量和重量是多少？

解：10000.0022mV（kg）

29.80719.614Gmg（N）

答：2L水的质量是2kg，重量是19.614N。

1.10 体积为0.53m的油料，重量为4410N，试求该油料的密度是多少？

解：44109.807899.3580.5mGgVV（kg/m3）

答：该油料的密度是899.358kg/m3。

1.11 某液体的动力黏度为0.005Pas，其密度为8503/kgm，试求其运动黏度。 资料

. 解：60.0055.88210850（m2/s）

答：其运动黏度为65.88210m2/s。

1.12 有一底面积为60cm×40cm的平板，质量为5Kg，沿一与水平面成20°角的斜面下滑，平面与斜面之间的油层厚度为0.6mm，若下滑速度0.84/ms，求油的动力黏度。

UGGTFs0.6mm20°

解：平板受力如图。

GTNUs

沿s轴投影，有：

sin200GT

sin20UTAG

∴32sin2059.807sin200.6105.0100.60.40.84GUA（kgms）

答：油的动力黏度25.010kgms。 资料

.

1.13 为了进行绝缘处理，将导线从充满绝缘涂料的模具中间拉过。已知导线直径为0.8mm；涂料的黏度=0.02Pas，模具的直径为0.9mm，长度为20mm，导线的牵拉速度为50/ms，试求所需牵拉力。

20mmUUττ005mm

解：5010000.02200.90.82U（kN/m2）

330.8102010201.01Tdl（N）

答：所需牵拉力为1.01N。

1.14 一圆锥体绕其中心轴作等角速度旋转=16/rads，锥体与固定壁面间的距离=1mm，用=0.1Pas的润滑油充满间隙，锥底半径R=0.3m，高H=0.5m。求作用于圆锥体的阻力矩。 资料

. HRδω

解：选择坐标如图，在z处半径为r的微元力矩为dM。

zxyoθ

32222cosrrdzrHRdMdArdzrH

其中rzRH

∴2233302HHRRMzdzHH

3222RHR

32230.1160.30.50.32110

39.568（Nm） 资料

. 答：作用于圆锥体的阻力矩为39.568Nm。

1.15 活塞加压，缸体内液体的压强为0.1Mpa时，体积为10003cm，压强为10Mpa时，体积为9953cm，试求液体的体积弹性模量。

解：6100.1109.9p（Mpa）

66995100010510V（m3）

69669.9101.9810510100010pKVV（pa）

答：液体的体积弹性模量91.9810Kpa。

1.16 图示为压力表校正器，器内充满压缩系数为k=4.75×10-10Nm/2的液压油，由手轮丝杠推进活塞加压，已知活塞直径为1cm，丝杠螺距为2mm，加压前油的体积为200mL，为使油压达到20Mpa，手轮要摇多少转？

d

解：∵ VVKp

∴106664.75102001020101.910VKVp（m3）

设手轮摇动圈数为n，则有24ndlV

6222341.910412.10110210Vndl圈

即要摇动12圈以上。 资料

. 答：手轮要摇12转以上。

1.17 图示为一水暖系统，为了防止水温升高时，体积膨胀将水管胀裂，在系统顶部设一膨胀水箱。若系统内水的总体积为83m，加温前后温差为50℃，在其温度范围内水的膨胀系数V=0.00051/℃。求膨胀水箱的最小容积。

散热器锅炉

解：∵VVVT

∴0.000518500.204VVVT（m3）

答：膨胀水箱的最小容积0.204m3。

1.18 钢贮罐内装满10℃的水，密封加热到75℃，在加热增压的温度和压强范围内，水的热膨胀系数V=4.1×10-4/℃，体积弹性模量k=2×1092/mN，罐体坚固，假设容积不变，试估算加热后罐壁承受的压强。

解：∵VVVT

∴自由膨胀下有：VVTV

又∵pKVV

∴494.110210751053.3VVpKKTV（Mpa）

加热后，钢罐内的压强为053.3pppMpa。设00p（表压强）。

答：加热后罐壁承受的压强是53.3Mpa。

资料

. 1.19 汽车上路时，轮胎内空气的温度为20℃，绝对压强为395kPa，行驶后轮胎内空气的的温度上升到50℃，试求这时的压强。

解：设满足理想气体方程，则有：1223952732027350VpVpVRT

假设12VV，可解得2323395435.4293pp（kPa）

答：这时的压强为435.4kPa。

第二章习题答案

选择题（单选题）

2.1 静止流体中存在：（a）

（a）压应力；（b）压应力和拉应力；（c）压应力和剪应力；（d）压应力、拉应力和剪应力。

2.2 相对压强的起算基准是：（c）

（a）绝对真空；（b）1个标准大气压；（c）当地大气压；（d）液面压强。

2.3 金属压力表的读值是：（b）

（a）绝对压强；（b）相对压强；（c）绝对压强加当地大气压；（d）相对压强加当地大气压。

2.4 某点的真空度为65000Pa，当地大气压为0.1MPa,该点的绝对压强为：（d）

（a）65000Pa；（b）55000Pa；（c）35000Pa；（d）165000Pa。

2.5 绝对压强absp与相对压强p、真空度Vp、当地大气压ap之间的关系是：（c）

（a）absp=p+Vp；（b）p=absp+ap；（c）Vp=ap-absp；（d）p=Vp+Vp。

2.6 在密闭容器上装有U形水银测压计，其中1、2、3点位于同一水平面上，其压强关系为：（c）

321水汞 资料

. （a）1p>2p>3p；（b）1p=2p=3p；（c）1p<2p<3p；（d）2p<1p<3p。

2.7 用U形水银压差计测量水管内A、B两点的压强差，水银面高差hp=10cm,Ap-Bp为：（b）

ABhp

（a）13.33kPa；（b）12.35kPa；（c）9.8kPa；（d）6.4kPa。

2.8 露天水池，水深5 m处的相对压强为：（b）

（a）5kPa；（b）49kPa；（c）147kPa；（d）205kPa。

2.9 垂直放置的矩形平板挡水，水深3m，静水总压力P的作用点到水面的距离Dy为：（c）

yD3m

（a）1.25m；（b）1.5m；（c）2m；（d）2.5m。

2.10 圆形水桶，顶部及底部用环箍紧，桶内盛满液体，顶箍与底箍所受张力之比为：（a）

（a）1/2；（b）1.0；（c）2；（d）3。

2.11 在液体中潜体所受浮力的大小：（b）

（a）与潜体的密度成正比；（b）与液体的密度成正比；（c）与潜体淹没的深度成正比；（d）与液体表面的压强成反比。

2.12 正常成人的血压是收缩压100~120mmHg，舒张压60~90mmHg，用国际单位制表示是多少Pa? 资料

. 解：∵ 1mm3101.32510133.3760Pa

∴收缩压：100120mmHg13.33kPa16.00kPa

舒张压：6090mmHg8.00kPa12.00kPa

答：用国际单位制表示收缩压：100120mmHg13.33kPa16.00kPa；舒张压：6090mmHg8.00kPa12.00kPa。

2.13 密闭容器，测压管液面高于容器内液面h=1.8m，液体的密度为850kg/m3，求液面压强。

p0h

解：08509.8071.8aappghp

相对压强为：15.00kPa。

绝对压强为：116.33kPa。

答：液面相对压强为15.00kPa，绝对压强为116.33kPa。

2.14 密闭容器，压力表的示值为4900N/m2，压力表中心比A点高0.4m，A点在水下1.5m，，求水面压强。

合集下载

工程流体力学课后习题答案(第二版)

工程流体力学课后习题答案(第二版)

第一章 绪论

1-1．20℃的水2.5m3，当温度升至80℃时，其体积增加多少？

[解] 温度变化前后质量守恒，即2211VV

又20℃时，水的密度31/23.998mkg

80℃时，水的密度32/83.971mkg

321125679.2mVV

则增加的体积为3120679.0mVVV

1-2．当空气温度从0℃增加至20℃时，运动粘度增加15%，重度减少10%，问此时动力粘度增加多少（百分数）？

[解] 原原)1.01()15.01(

原原原035.1035.1

035.0035.1原原原原原

此时动力粘度增加了3.5%

1-3．有一矩形断面的宽渠道，其水流速度分布为/)5.0(002.02yhygu，式中、分别为水的密度和动力粘度，h为水深。试求mh5.0时渠底（y=0）处的切应力。

[解] /)(002.0yhgdydu

)(002.0yhgdydu

当h=0.5m，y=0时

)05.0(807.91000002.0

Pa807.9

1-4．一底面积为45×50cm2，高为1cm的木块，质量为5kg，沿涂有润滑油的斜面向下作等速运动，木块运动速度u=1m/s，油层厚1cm，斜坡角22.620 （见图示），求油的粘度。

[解] 木块重量沿斜坡分力F与切力T平衡时，等速下滑 uyuATmgddsin

001.0145.04.062.22sin8.95sinuAmg

sPa1047.0

1-5．已知液体中流速沿y方向分布如图示三种情况，试根据牛顿内摩擦定律yudd，定性绘出切应力沿y方向的分布图。

[解]

1-6．为导线表面红绝缘，将导线从充满绝缘涂料的模具中拉过。已知导线直径0.9mm，长度20mm，涂料的粘度=0.02Pa．s。若导线以速率50m/s拉过模具，试求所需牵拉力。（1.O1N）

工程流体力学课后习题答案(第二版) 2

工程流体力学课后习题答案(第二版) 2

精品文档

GAGGAGAGGAFFFFAFAF 第一章 绪论

1-1．20℃的水2.5m3，当温度升至80℃时，其体积增加多少？

[解] 温度变化前后质量守恒，即2211VV

又20℃时，水的密度31/23.998mkg

80℃时，水的密度32/83.971mkg

321125679.2mVV

则增加的体积为3120679.0mVVV

1-2．当空气温度从0℃增加至20℃时，运动粘度增加15%，重度减少10%，问此时动力粘度增加多少（百分数）？

[解] 原原)1.01()15.01(

原原原035.1035.1

035.0035.1原原原原原

此时动力粘度增加了3.5%

1-3．有一矩形断面的宽渠道，其水流速度分布为/)5.0(002.02yhygu，式中、分别为水的密度和动力粘度，h为水深。试求mh5.0时渠底（y=0）处的切应力。

[解] /)(002.0yhgdydu 精品文档

GAGGAGAGGAFFFFAFAF )(002.0yhgdydu

当h=0.5m，y=0时

)05.0(807.91000002.0

Pa807.9

1-4．一底面积为45×50cm2，高为1cm的木块，质量为5kg，沿涂有润滑油的斜面向下作等速运动，木块运动速度u=1m/s，油层厚1cm，斜坡角22.620 （见图示），求油的粘度。

[解] 木块重量沿斜坡分力F与切力T平衡时，等速下滑u精品文档

GAGGAGAGGAFFFFAFAF yuATmgddsin

001.0145.04.062.22sin8.95sinuAmg

sPa1047.0

1-5．已知液体中流速沿y方向分布如图示三种情况，试根据牛顿内摩擦定律yudd，定性绘出切应力沿y方向的分布图。

流体力学课后习题答案

流体力学课后习题答案

1 第一章 流体及其主要物理性质

1-1. 轻柴油在温度15ºC时相对密度为0.83，求它的密度和重度。

解：4ºC时 33/9800/1000mNmkg水水 相对密度：水水d

所以，33/8134980083.083.0/830100083.083.0mNmkg水水

1-2. 甘油在温度0ºC时密度为1.26g/cm3，求以国际单位表示的密度和重度。

解：33/1000/1mkgcmg g

333/123488.91260/1260/26.1mNgmkgcmg

1-3. 水的体积弹性系数为1.96×109N/m2，问压强改变多少时，它的体积相对压缩1％？

解：dpVdVPaEpp)(1

MPaPaEEVVVVpp6.191096.101.07

1-4. 容积4m3的水，温度不变，当压强增加105N/m2时容积减少1000cm3，求该水的体积压缩系数βp和体积弹性系数E。

解：1956105.2104101000PapVVp

PaEp89104105.211

1-5. 用200L汽油桶装相对密度为0.70的汽油，罐装时液面上压强为1个大气压，封闭后由于温度变化升高了20ºC，此时汽油的蒸气压为0.18大气压。若汽油的膨胀系数为0.0006ºC－1，弹性系数为14000kg/cm2。试计算由于压力及温度变化所增减的体积？问灌桶时每桶最多不超过多少公斤为宜？

解：E＝E’·g＝14000×9.8×104Pa

Δp＝0.18at

dppVdTTVdV

00VTVTVVTT

00VpVpVVpp

所以，dpVdTVdppVdTTVdVpT00 2 从初始状态积分到最终状态得：

流体力学习题解答

流体力学习题解答

1 一、填 空 题

1．流体力学中三个主要力学模型是（1）连续介质模型（2）不可压缩流体力学模型（3）无粘性流体力学模型。

2．在现实生活中可视为牛顿流体的有水 和空气 等。

3．流体静压力和流体静压强都是压力的一种量度。它们的区别在于：前者是作用在某一面积上的总压力；而后者是作用在某一面积上的平均压强或某一点的压强。

4．均匀流过流断面上压强分布服从于水静力学规律。

5．和液体相比，固体存在着抗拉、抗压和抗切三方面的能力。

6．空气在温度为290K，压强为760mmHg时的密度和容重分别为1.2a kg/m3和11.77aN/m3。

7．流体受压，体积缩小，密度增大 的性质，称为流体的压缩性 ；流体受热，体积膨胀，密度减少 的性质，称为流体的热胀性 。

8．压缩系数的倒数称为流体的弹性模量 ，以E来表示

9．１工程大气压等于98.07千帕，等于10m水柱高，等于735.6毫米汞柱高。

10．静止流体任一边界上压强的变化，将等值地传到其他各点（只要静止不被破坏），这就是水静压强等值传递的帕斯卡定律。

11．流体静压强的方向必然是沿着作用面的内法线方向。

12．液体静压强分布规律只适用于静止、同种、连续液体。

13．静止非均质流体的水平面是等压面，等密面和等温面。

14．测压管是一根玻璃直管或U形管，一端连接在需要测定的容器孔口上，另一端开口，直接和大气相通。

15．在微压计测量气体压强时，其倾角为30，测得20lcm 则h=10cm。

16．作用于曲面上的水静压力P的铅直分力zP等于其压力体内的水重。

17．通过描述物理量在空间的分布来研究流体运动的方法称为欧拉法。

18． 流线不能相交（驻点处除外），也不能是折线，因为流场内任一固定点在同一瞬间只能有一个速度向量，流线只能是一条光滑的曲线或直线。

19．静压、动压和位压之和以zp表示，称为总压。

20．液体质点的运动是极不规则的，各部分流体相互剧烈掺混，这种流动状态称为紊流。