流体力学 第6章 1-4节

1 严新华主编《水力学（修订本）》教材

（科技文献出版社2001年版）部分习题参考答案

第一章 习题答案

1-1 水的运动粘性系数sm/10006.126



；空气的动力粘性系数sPa5

1081.1

。

1-2 活塞移动速度smV/49.0

。

1-3 动力粘性系数sPa151.0

。

1-4 2

/5.11mN

。

1-5 阻力矩mNM6.39

。

第二章 习题答案

2-1（a）图中2

/6.68mKNp

A

；绝对压强2

/93.169mKNp

A

。

（b）图中22

/4.29,0,/6.19mKNppmKNp

ABC

；

绝对压强222

/93.71,/33.101,/93.120mKNpmKNpmKNp

ABC





。

2-2 2

0/4900mNp

；液面真空值2

0/4900mNp

V

。

2-3（1）2

/54.115mKNp

A

；2

/47.17mKNp

A

。

（2）压力表读数mhmKNp

M213.1,/63.92



。

2-4 A点表压强2

/8.9mKNp

A

；液面空气真空度2

/6.19mKNp

V

。

2-5 mH40.0

。

2-6 cmh128

4

。

2-7 OH84.17

2mmh

V

。

2-8 ①2

/22.185mKNpp

BA

；②2

/42.175mKNpp

BA

。

2-9 ⑴2

1/86.1mKNpp

BA为油时：

；⑵2

1/784.0mKNpp

BA为空气时：

。 2-10 









ba

1；gH

ba

pp

BA



。 2 2-11 24

1/1084.118mNp

。

2-12 )/3.101(/84.37822

mKNpmKNp

a

取：

。

2-13 H至少应为213mm。

2-14 ⑴

3g

a；⑵ga

23



。

2-15 ⑴min/3.178

1rn

；⑵mmhrn250,min/3.199

22

。

2-16 作用在顶盖螺栓上的拉力 T=119.5N。

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）

1 第1章 绪论

【1—1】500cm3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

相对密度

【1—2】体积为5m3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

【1—3】温度为20℃，流量为60m3/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

则

【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）由可得，由于压力改变而减少的体积为

由于温度变化而增加的体积，可由

得

（2）因为，相比之下可以忽略由压力变化引起的体积改变，则

由

得

【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

则

【1-6】已知半径为R圆管中的流速分布为

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

则 r

z

习题1-6图 u δ

习题1-5图 油 u y

x 1 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

1

流体力学 第二版（李玉柱 ）课后习题答案（不包含第十章和第十一章答案）

第一章 绪论

1—1 解：5521.875101.6110/1.165ms

1—2 解：63992.20.661100.65610Pas

1—3 解：设油层速度呈直线分布

10.1200.005dVPady

1-4 解：木板沿斜面匀速下滑，作用在木板上的重力G在斜面的分力与阻力平衡，即

0sin3059.810.524.53nTGN

由dVTAdy 224.530.0010.114/0.40.60.9TdyNsmAdV

1-5 解：上下盘中流速分布近似为直线分布，即

dVVdy

在半径r处且切向速度为r

切应力为

432dVVrdyyd

转动上盘所需力矩为M=1dMdA

=20(2)drdrr 2

=2202drrdr

=432d

1-6解：由力的平衡条件 GA

而dVdr

0.046/dVms

0.150.1492/20.00025dr

dVGAdr

90.000250.6940.0460.150.1495GdrPasdVA