工程流体力学课后习题答案(前四章)-袁恩熙.docx

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1、第一章流体及其主要物理性质1-1.轻柒油在温度150C时相对密度为0.83,求它的密度和强度。解：4C时z*1.相对密度：d=互=1.y.=9800N，/I外心所以P=0830木=().83KXX)=83(XgM57=0.83%=0.83x9800=8134NJ1-2.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：ge=mgp=.26gcm=2fkgm=g=12609.8=12348Nm1-3.水的体积弹性系数为1.96X1伊WnR问双强改变多少时，它的体积相对压缩I%?解:卜=J(Pa)4=一平4dpM=0也=-VE=0.()IE=1.96IO7=19.6pV1-

2、4,容积4/的水，温度不变，当压强增加IoNW时容积减少100OCm1.求该水的体积压缩系数p和体积弹性系数Ee-100OX10-解：=-K=2.5K1.OTPaT一pIO5=-=-=4XK)KPast2.5*KT1-5.用2001.汽油桶装相对密度为0.70的汽油,揣装时液面上用强为1个大气压，封闭后由T温度变化升高r20,此时汽油的蒸气压为0.18大气压。若汽油的膨胀系数为006C弹性系数为1.4000kgcm试计算由于压力及温度变化所增减的体枳？问灌桶时每桶最多不超过多少公斤为宜？解：E=Eg=14(X)09.8IO1Pap=O.18a1.JV=-T+-Tdp我丛=叱皿=竺,rTT,r0

3、1.dp5pPVpi/所以，dv=衍dT+历dp=OMdT-OpVOdP从初始状态积分到最终状态得:J：=口SM*-J；,vQ即V-V0=(-70)V0-1.(P-P0)V0=0.(XX)620x200-2000.18x9.8X1014000x9.8x1()4=2.41.-2.571.01.2A1.on_24=p(V-V)=0.71.OooXW=13832J另解：设濯桶时每桶最多不超过V升，则V+dV；+d匕=200dV1.=,-V=0.0006120V-1.,Vdp=-114000().18V(1大气压=IKgZcnr)V=197.6升=2.41.升dVp=2.52X103升G=O.I976

4、7(X)-138Kg=I352.4N1-6.石油相对密度0.9,粘度28cP,求运动粘度为多少11s?解:h=10-2p=ii%s=10T%s1/=().1/小V=*=28d0-=3.1IO-5W2s(=0.315/=3kSr)p0.9I(XX)1-7.相对密度0.89的丁油，温度20oC时的运动粘度为40cSi,求动力粘度为多少？解：d=2=0.89V=40cSt=0.4St=0.4107sP卡=Vp=0.410,890=3.56102Pas1-8.图示一平板在油面上作水平运动，已知运动速度U=InVs,板与固定边界的距离5=1，油的动力粘度U=1.M7Pas,由平板所带动的油层的运动速度是

5、直线分布，求作用在平板单位面积上的粘性阻力为多少？解：r=-=1.1.47x?r=1.147X10,Nm2dyIxIO-31-9.如图所示活塞油缸，其直径D=12cm,活塞宜径d=11.96cm,活塞长度1.=14cm,油的=0.65P,当活塞移动速度为0.5WS时,试求拉回活塞所需的力F=?解：A=Jtd1.,=0.65P=0.065Pas,u=0.5ms,Ay=(D-d)/2尸=JUA宁=0.0653.I4II.96x02x4xIO2(12-11,96)x10-72=8.55N第二章流体静力学2-1.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各为多少？(2)

6、A、B两点的高度差为多少？解：a=Yh*=03mH2=0.03at=03X9800Pa=2940PaPAK=P“+PA1.=(.10+0.3)mHO=1.03at=10.398(X)Pa一10094OPaPCa=Y,Aft=0.1X13.6nH2O+O,3111H2O=1.66mHjO=0.166at=1.669800Pa=16268PaPO=p+pcft=(K+1.66)mH2O=11.66n1H2O=1.166at=1.1.66980OPa=1142681,aSOcmH2O=13.6hcmH2=h=301.3.6cn=2.2cn2-2.水银压力计装置如图。求管中心A处绝对JK力及表用力？(

7、设油品相对密度为0.9)解：/Mf-1513.6-10+350.9cmH2=225.5cmIhO=0.2255at=2.2099104PaPA=pa+PZK=(10+2.255)111H2O=1.2255at=120099Pa2-3.今有U形管，内装水和四氯化碳(CC1.),如图所示。试求四氯化碳的相对密度。解：列等压面方程：(3) 6cm112=17.8CmH2O+8.OX心=|.6图示水罐中气体绝对压强m=1.5XtPa,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.5X10Pa+YH=pj-Y1.th,1h=745101X

8、13.69800-1.5101-98001.=9.92910,-1.510,-0.9810,=7.449XIO1Pa=7.44910,(13.69800)=0.56m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，装匿如图所示的U形管水银乐力计,测得各液面位置如图。试确定油面高度H及液面压力度.解：I3.6O.5-0.8=6mH26-1.6=6-0.4-d*HH=（1.6-0.4drt=1.5mR=6-1.6mH2=4.4mH2=0.44a1.=4.31210Pa（表压）题2-5图H=ImAh/凡,也4=1.260.7/0.70+0.4=1.66(nTH1.2-6.油域内装相

9、对密度0.70的汽油，为测定油面高度，利用连通厝原理，把U形管内装上相对密度为1.26的沙油，端接通油蹲顶部空间，端接压气管。同时.用气管的另一支引入油罐底以上0.4Om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来推免油跳内的油深H为多少？2-7.为测定油品重度，用如下装置，经过I管或2管输入气体，直至罐内油面出现气泡为止。用U形管水银压力计分别量出I管通气时的h,及2管通气时的Ah2。试根据1、2两管的沉没深度H1.和Hz以及Ah1.和Ah2,推求油品重度的表达式。解IP1.加领=A-Y0Hi=MM=，。H1.，P1.Y“也=P1.九/jywv,0HzX（M-MJ=y1

10、.,（1-W,）=f1.=，吧tJH1.-H22-8.如图所示热水锅炉，=50mm,问锅炉内液而在何处？（要求作图表示不必计克）液面上蒸汽压力为多少？右（W两管的液面差应为多少？解：C-DPo=YkJn=13.698005010%=6664Papt=YJn=Yah1.yHJuI3.6k5010xoxo=4=0.68/?/=68(Wm%题2-10图2-9.图示两水管以U形层力计相连,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=I-h=1.-O.5O=O.5OmP+九H1.1.=PA+ka+，力=Po-PA=a-Hj+7砂p=y*H+1.th

11、=980OX0.5+13.6980OX0.5=7154Pa=OJkit2-10.欲测输油管上A、B两点的压差，使用U形管用差计，内装水银，若读数h=360mm.油的相对密度0.78,则PA-PB=?解：PA-rrt,=Pn-匕冉+为4=外一PR=wvt-ii(-a)Pa-Pb=M-九4=3.6%M-0.78yts=(3.6-O.78)9800360x10T=45228.96Pa=().460r2-11.为测水管上微小压差，使用倒U形管,上部充以相对密度0.92的油,若h=125mm,求PAp=?解：Pa-Y#C=pt1.TV1.yAAhPa-P=y木Ah-rs=(1.-0.92旌A/,=0.0

12、8980012510=98Pa2-12.图示为校正压力表的压挤机，密闭室内油的容枳V=300c11,圆柱塞直径d=IOmm,柱的螺距=2mm,摇柄半径r=150mm.求获得25()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=4.75XOPJ)解:nt号=yM4fy*M_4X4.75IOW300XI()h=p+z+z)Y.Ah=h-h=p+,(z+z-p-YzJYtt=(fc1.)AZ=Az”330.073534z所以，水银柱度差h变大。若容器中是空气丫“=11.82Wm“P=Ymhnh=P/丫也与Z无关，h不变=22.24N2摘利川装有液体并与物体一起运动的U形管量测物体

13、的加速度，如图所示。U形管直径很小，1.=30cm,h=5cm.求物体加速度a为多少？解：自由液面方程：z,=-X其中，Xi=I5cm,xj三-15cm.ZJ1.ZSt=h=5cmz,-z2=-a(X2x)g=a=gi,1.=9.80.050.3=1.63ms*2-15.盛水容器，试求其中深度H=Im处的液体压力.(1)容器以611Vs2的匀加速度垂直上升时：(2)容渊以6ms2的匀加速度垂直卜降时：(3)自由下落时：（4）容器以I5ms?的匀加速度下降时:解：如图建立直角坐标系，则在即=p（r仔力以射）中有:X=O,Y=O,Z=-ga所以，=-(g+a)pd:积分上式：p=-(g+a)p+C代入边界条件:Z=O时，p=0(表压)得C=O所以：P=-(g+a)P=,令一Z=H得：p=(g+)”(I)容器以6ms2的匀加速度垂直上升时：a=6m2p(g*d)pH=(9.8+6)X1.OoOX1.=I5800Pa=O.16at(2)容器以6m2的匀加速度垂直下降时：a=-6mdp=(g+a)pH=(9.8-6)I(XX)X1=3800Pa=0.039at(3)自由下落时:a=-9.8ms2p(g*a)pH=