工程流体力学课后答案杨树人主编供参习.docx

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1、第一章流体及其主要物理性质1-1.轻柴油在温度15C时相对密度为0.83,求它的密度和成度。解：4C1.相对密度：Id=卫=1.y=9800N/,叫P&丫*所以p=0.830木=0.83KXX)=83(m5=0.83y,1=0.839800=8134NZm31-2.甘油在温度OOC时密度为1.26gcm,求以国际单位表示的密度和重度。解：:/O=1.03at=10.398(X)Pa一10094OPaPCa=Y,Aft=0.1X13.6nH2O+O,3111H2O=1.66mHjO=0.166at=1.669800Pa=16268PaPC飞=P“+pj=(K+1.66)mH2O=11.66nH1

2、O=1.166at=11.66X9800Pa=H4268Pa30Cn1.H9=13.6hCmHgnh=30/13.6Cm=2.2Cm网2-3睡2-22-2.水银压力计装置如图。求管中心A处绝对压力及表压力？(设油品相对密度为0.9)解：PAa=I5X13.6-10+350.9cmH2=225.5cmH20=0.2255at=2.2099104i,aPAFPdPAj=(10+2.255)nH2O=1.2255at=120(199Pa2-3.今有U形管，内装水和四氟化碳(CQ4),如图所示。试求四氯化碳的相对密度。解：列等压面方程：30.6CmH20=17.8CmHQ+8.0X小=dcr,t=。，

3、1聋=j6图示水罐中气体绝对压强p1=1.5,Pa,高度H=Ime当时的大气压强相当于745mm水银柱高。试求玻璃管中水银的上升高度为多少？解：绝对压强P1.=I.5XIOTa/，+YH=PU-ehtth=74510,13.69800-1.510,-9800XI=9.92910,-1.510i-0.9810,=7.419IO1Pa=7.449107(13.69800)-0.56m2-5.油罐内装相对密度0.8的油品，下有底水，为测定油深及油面上的压力，装置如图所示的U形管水银压力计,测得各液面位置如图。试确定油面卷度H及液面压力如“解：I3.6O.5-0.8=6mHO6-1.6=6-0.4-d

4、HH=(1.6-0.4)/d,=1.5mR,=61.6mHO=4,4mHO=0.44at=4.312IO1Pa26油域内装相对密度070的汽油，为测定油面高度，利用连通器原理，把U形管内装上相对密度为1.26的甘油，一端接通油罐顶部空间，一端接压气管。同时，压气管的另支引入油罐底以上04Om处,压气后,当液而有气逸出时，根据U形管内油面高差h=0.70m来推免油罐内的油深H为多少？解：P-a*Ah=p-k（H-0.4）H=YtmAh/-K）.4=1.260.7/0.700.4=1.66m2-7.为测定油品重度，用如下装置,经过1管或2管输入气体,直至热内油面出现气泡为止。用U形管水银压力计分别

5、地出I管通气时的Ah,及2管通气时的h2,试根据1、2两管的沉没深度Hi和H2以及Ah1.和h,推求油品重度的表达式。解.J/1.加A4=凡-九J1.1.tt=,iHi2-8.如图所示热水锅炉，h2=50mm,问锅炉内液而在何处？（要求作图表示不必计算）液面上蒸汽压力为多少？右（W两管的液面差In应为多少？解：C-D po=YMh2=13.6985010=6664Pa Po=,1.h2=th题28图题29图题210图2-9.图示两水管以U形压力计相连,A、B两点高差Im,U形管内装水银,若读数h=0.50m,求A、B两点的压差为多少？解：Ha-Hb=1-h=1.-0.50=0.50m2-10.

6、欲测输油管上A、B两点的压差，使用U形管压差计，内装水银，若读数h=360mm,油的相对密度0.78,则pApB=?解：2-11.为测水管上微小压差,使用/U形管,上部充以相对密度0.92的油,若h=125mm,求PA-m=?解：2-12.图示为校正压力表的压挤机，密闭室内油的容枳V=300cm1.圆柱塞直径d=10mm,柱的螺距i=2nm,摇柄半径r=150mm求获得250大气压时所需的手摇轮的转数？（根据油的压缩性找出体积平衡关系，p=4.75XIO10Pa1）解：2-13.2-14.2-15.用水银测压计测量容器中的压力,测得水银柱高差为h,如图所示。若用测压管卜移到虚线位置，左IW水银

7、面卜.降Z.如果容器内压力不变，问水银柱高差h是否改变？改变多少？若容器内是空气，亮度Ya=I1.82Nm*结果又如何？IW：p+Yz=tah=h=p+z+z)J1.,Ah=h-h=1.p+(z+z-z),1=(1.h)AZ=Az/1.3.6-0.07353Az所以，水银柱高度差h变大。若容器中是空气丫,=1182N113Q二夕P=Y1.Uhnh=P/y%与Z无关，h不变利用装有液体并与物体一起运动的U形管量测物体的加速度，如图所示。U形管直径很小，1.=30cm,h=5cnu求物体加速度a为多少？解：自由液面方程：Z,=-Xg其中，Xi=-15cm,X2=-I5cm.z=h=5cmza=gh

8、1.=9.80.05/0.3=1.63ms盛水容器，试求其中深度H=Im处的液体压力。(I)容器以6m/$2的匀加速度垂直上升时：(2)容器以6m底的匀加速度垂直下降时：自由下落时:(4)容器以15nH的匀加速度下降时：解：如图建立直角坐标系，则在4=pCtdxdZdZ)中有：X=0,Y=O,Z=-g-a所以，dp=(g+a)pd:积分上式：P=-(gjra)z+C代入边界条件：Z=O时，p=0(表压)得C=O所以：p=-(g+a)pz.令一Z=H得：p=(g+a)pH(I)容涔以6m2的匀加速度垂直上升时：a=6ms2p(g+a)pH=(9.8+6)1(XX)1.=15800Pa=0.16a

9、t(2)容器以6ms2的匀加速度垂直下降时：a=-6m2p=1.g+a)pH=(9.8-6)I(XX)X1.=3800Pa=0.039at(3)自由下落时：a=-9.8ms2P=(g+a)pH=(9.8-9.8)I(X)OX1.=O(4)容器以15m底的匀加速度下降时：a=-15ms2p(g+a)pH=(9.8-15)100OX1.=-5200Pa=0.053at)2-16.在一直径D=300mm,iH=500mm的圆柱形容器中注入水至高度h=300mm,然后使容器绕其垂直轴旋转。试决定能使水的自由液而到达容器上部边缘时的转数m。当转数超过m时，水开始溢出容器边缘，而抛物面的顶端将向底部接近。

10、试求能使抛物面顶端碰到容罂底时的转数n2,在容器静止后水面高度皿将为多少？解：自由液面方程：z,=华二2g注：抛物体的体积是同底同高圆柱体体积的一半1.=:空：.成2=半122g4g 成：H-Vn1.=戒%nVra=成(H-A1) Vw=11RH!2(3),=25022附证明：抛物体的体积是同底同高BS柱体体积的一半VUT2-17.木制提升式闸板,宽度B=1.5m,水深H=1.5m.闸板与导槽间的摩擦系数为07,求提升闸板需力多少？解：N=p,A=,.y7=98001.5-=I6537.5,2-18.图示油罐发油装置，将直径d的圆管伸进罐内，端部切成45角，用盖板盖住，盖板可绕管端上面的钦链旋

11、转，借助绳系上提来开启。若油深H=5m,例管直径d=6()0mm,油品相对密度0.85,不计近板重及较链的摩擦力，求提升此盖板所需的力的大小.(提示：盖板为椭圆形，要先算出长轴2b和短轴2a,就可算出靛板面积A=Jiab解：由题意a=g,=7.=224对轴求矩：2-19.2511?卧式圆筒形油罐，长4.15m,内径2.54m,油品相对密度0.70,油面高度在顶部以上0.20m,求端部网面积上所受的液体总压力的大小和压力中心位置？解：2-20.100Om3半地卜罐,所装油品相对密度为0.8,油面上压力0.08大气压。钢板的容许应力为“=1.176IO8Pa求最下圈钢板所需厚度？(提示：参考工程力学薄壁筒计算原理)MV而H_IJ4V4XI(XX).解：V=-=5m4Zrfr1622-21.某处装身安全闸门，门宽