工程流体力学课后习题答案

  • 格式:doc
  • 大小:2.26 MB
  • 文档页数:71

下载文档原格式

  / 71
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

1 / 71

第1章 绪论

【1-1】500cm 3的某种液体,在天平上称得其质量为0.453kg ,试求其密度和相对密度。 【解】液体的密度

3340.4530.90610 kg/m 510

m V ρ-=

==⨯⨯ 相对密度

3

3

0.906100.9061.010w ρδρ⨯===⨯ 【1-2】体积为5m 3的水,在温度不变的条件下,当压强从98000Pa 增加到4.9×105Pa 时,体积减少1L 。求水的压缩系数和弹性系数。

【解】由压缩系数公式

10-15

10.001 5.110 Pa 5(4.91098000)p dV V dP β-=-

==⨯⨯⨯- 910

1

1

1.9610 Pa 5.110

p

E β-=

=

=⨯⨯ 【1-3】温度为20℃,流量为60m 3/h 的水流入加热器,如果水的体积膨胀系数βt =0.00055K -1,问加热到80℃后从加热器中流出时的体积流量变为多少? 【解】根据膨胀系数

1t dV V dt

β=

211

3600.00055(8020)6061.98 m /h

t Q Q dt Q β=+=⨯⨯-+=

2

【1-4】用200升汽油桶装相对密度0.70的汽油。罐装时液面上压强为98000Pa 。封闭后由于温度变化升高了20℃,此时汽油的蒸汽压力为17640Pa 。若汽油的膨胀系数为0.0006K -1,弹性系数为13.72×106Pa ,(

1)试计算由于压力温度变化所增加的体积,(2)问灌装时汽油的体积最多不应超过桶体积的百分之多少? 【解】(1)由1

β

=-

=P p

dV Vdp E

可得,由于压力改变而减少的体积为

6

20017640

0.257L 13.7210⨯∆=-=

==⨯P p VdP V dV E 由于温度变化而增加的体积,可由

1β=

t

t dV V dT

得0.000620020 2.40L β∆===⨯⨯=t

t t V

dV VdT

(2)因为∆∆t

p V V ,相比之下可以忽略由压力变化引起的体积

改变,则

由 200L β+=t V V dT

1198.8%200110.000620

β===++⨯t V dT 【1-5】图中表示浮在油面上

的平板,

其水平运动速度为u =1m/s ,δ=10mm ,油品的粘度μ=0.9807Pa ·s ,求作用在平板

单位面积上的阻力。

【解】根据牛顿内摩擦定律

=du dy

τμ

则21

=0.980798.07N/m 0.01

u τμδ=⨯

= 习题1-6图

习题1-5图

3 / 71

【1-6】已知半径为R 圆管中的流速分布为

2

2=(1)r u c R

-

式中c 为常数。试求管中的切应力τ与r 的关系。 【解】根据牛顿内摩擦定律

du

dr

τμ

=- 则2

22

2[(1)]d r r c c dr R R

τμμ=--=

1 / 71

第2章 流体静力学

【2-1】容器中装有水和空气,求A 、B 、C 和D 各点的表压力?

【解】空气各点压力相同,与空气接触的液面压力即为空气的压力,另外相互连通的同种液体同一高度压力相同,即等压面

3434222

3232()

()()(2)

MA MB MA MC MB MD MC p g h h p p g h h h gh p p gh p p g h h g h h ρρρρρρ=+=-++=-==-=-+=-+

【2-2】如图所示的U 形管中装有水银

与水,试求:

(1)A 、C 两点的绝对压力及表压

力各为多少?

(2)求A 、B 两点的高度差h ? 【解】由51.0132510Pa a

p

=⨯,33110Kg/m ρ=⨯w ,

3313.610Kg/m ρ=⨯H 得

(1)

()0.3

10132510009.80.3104265Pa

ρ=+⨯=⨯⨯=ab A a w p p g + 题2-2图

2 / 71

0.3

10009.80.32940Pa

ρ=⨯=⨯⨯=MA w p g ()0.30.110132598000.3136009.80.1117593Pa

ρρ=+⨯+⨯=+⨯+⨯⨯=ab C a w H p p g g

0.30.1

98000.3136009.80.116268Pa

ρρ=⨯+⨯=⨯+⨯⨯=MC w H p g g (2)选取U 形管中水银的最低

液面为等压面,则

0.3w

H

g gh ρρ⨯=

得 0.310.3 2.2 cm 13.6

ρρ⨯⨯===w

H

h

【2-3】在一密闭容器内装有水及油,密度分别为ρw 及ρo ,油层高度为h 1,容器底部装有水银液柱压力计,读数为R ,水银面与液面的高度差为h 2,试导出容器上方空间的压力p 与读数R 的关系式。

【解】选取压力计中水银最低液面为等压面,则

121()o w H p gh g h R h gR ρρρ+++-=

得121()H

o w p gR gh g h R h ρ

ρρ=--+-

【2-4】油罐内装有相对

密度为0.7的汽油,为测定油面高度,利用连通器原理,把U 形管内装上相对

题2-3图

题2-4图