工程流體力學(xué)部分習(xí)題答案

1、1-3 在溫度不變的條件下，體積為卜j的某液體，壓強(qiáng)從0. 98 X 105Pa增加到 4 9 X 1O5Pa,體積減小了 1一 0 X 10 V ,求 其體積彈性模量。解：Ap(4.9 - 0.98) X 10sgK =- V =- 5 X 二 1.965 X 109PaAV( - 1,0 X 1O3)1-7 加熱爐煙道入口處煙氣的溫度匕二90JC,煙氣經(jīng)煙道及其中 設(shè)置的換熱器后，至煙道出口溫度下降為- ；二，若煙氣在； ；時(shí) 的密度P0二1.28k附腫，求煙道入口與煙道出口處煙氣的密度。解:PoP入二P oP出二1 + at?1.28 Q二 0. 298kg/m3 11 + X 9002

2、7328 =0. 452kg/m31 + X 5002731-9 如圖所示，液面上有一面積為1200m2的平板以0* 5叫s的速度做水平運(yùn)動(dòng)，平板下液面分兩層，動(dòng)力黏度和厚度分別為TH 二 0一 142Pa s,怕二 1一 0mm,寸 2 二 0. 235Pa w ,旳二 1一 4mm，求作用在平板上的內(nèi)摩擦力。解:T =71 二 t2即duidu2dyi-V2.dy2u - uu - 0m 二 m hlh2解得：u = 0. 2311_ du u - uF 二打比一二 7 Adyb,0,5 - 0,23H=1 + 042 X 1200 X 10 * 4 X 二 4. 6N1.0 X 10 _

3、 31-12 如圖所示，氣缸直徑 - Si,活塞直徑 - |；| 7 1 ,高 H二15cm,質(zhì)量m = 0. 97kg ,若活塞以勻速0 05時(shí)s在氣缸內(nèi)下降， 試求油的動(dòng)力黏度為多少？0,97 X 10解:G mgt d 90 AA_ A A _ 15 X 10 J X 15. 95 X 3,14 -*129.06 XT dy16 - 15 96X1O-du0.05=0, 645 Pa s2-2已知單位質(zhì)量流體所受的質(zhì)量力為代-可盧axz試問(wèn)在該質(zhì)量力作用下流體能否平衡。解：J (S + fA + 3 = yf 辭 + 魯 dy + 制=H設(shè)-二 abxyz3( - n)二 abyz =

4、fx - yzdx07當(dāng)二門，時(shí)，存在該質(zhì)量力作用下的流體平衡，其他則不存在。2-4 如圖2-27所示，氣柜1與氣柜2內(nèi)充滿空氣，若測(cè)壓計(jì)A的讀 數(shù)為.真空計(jì)C的讀數(shù)為hlT，大氣壓為|，試問(wèn)安裝在 氣柜1上而露在氣柜2中的測(cè)壓計(jì)讀數(shù)是多少？解：P1 = PA + P0P2 - PO _ PCPB = Pl P2 =（PA + Po） -（P0 - Pc）78二 p已 +二 if + 2.1 二 2. 202atm7602-7 如圖所示，一定面積為b X b = 200 X 200mm2的容器，質(zhì)量 二%，裝水深度九|，在質(zhì)量為25kg的物體的托東西啊沿平面滑動(dòng)，若容器與平面間的摩擦系數(shù).：，

5、問(wèn)欲保證在此情況 下容器內(nèi)水不致溢出，則容器的高度 H至少是多少？解：建立如圖所示的坐標(biāo)系做等加速水平直線運(yùn)動(dòng)容器中流體自由面方程為：axS =容器最左側(cè)翼二b/2處，召l二曇，液體最高，貝SH 鼻 h +假設(shè)，繩子上的拉力為T對(duì)容器和水，進(jìn)行受力分析：T - p (mo + mjg = (mo * mja其中，T.-門-、對(duì)重物，進(jìn)行受力分析：rnjg 一 T 二則咤直口 (m0 + mjg = (mo + mi + 叱)自可求得：叱呂 一 U (mo + mjga 二mg + mi +則Hrin h + Zsl 二 0 213m2-9 如圖所示的倒裝差壓計(jì)，油的密度為|d二& 86, M二

6、5cm， 二.-，求.的值。解：Px = Pl + P ghiPy = P2 + P g(hi + h2 - h3)兩式相減得：Px - Py = Pl - P2 - P g(h2 - h3)又IP1 = P2 + P gh2所以的直徑為氏的兩支豎直支管構(gòu)成。轉(zhuǎn)速計(jì)內(nèi)裝有液體，兩豎直支管離 轉(zhuǎn)軸的距離為R,當(dāng)旋轉(zhuǎn)角速度為3時(shí)，活塞比精致時(shí)下降了 h,試 證明：_ 0)2(R= - d?/8)h % + l(d1/d2)3解：建立如圖所示的坐標(biāo)系A(chǔ)rd 1管截面積,二:管截面積，-一沁H:容器旋轉(zhuǎn)前后，氏管內(nèi)液面上升高度匕I：考慮活塞重力時(shí)，I管和“管內(nèi)液面高度差P gAHAi 二 Gpisto

7、nh:容器旋轉(zhuǎn)前后，*管內(nèi)液面下降高度hAi = 2HA2由壓強(qiáng)差公式dp - p (f Xdx + fydy + fzdz) = p (frdr + f 6 4- f2dz) 其中，fr 二一(-u?r)二芥，二 0,傳二一 gdp = p (f ndx + fydy + fzdz) = p ()2rdr - gdz)積分得:06邊界條件1：旳管自由面處，rR，= H + AH，P = PO邊界條件2:冷管活塞處，活塞上下受力平衡應(yīng)用邊界條件1,由Pol 2fidr可求得:肓-(H + AH)應(yīng)用邊界條件2+21dnpo201nhg+o-gHp2qln21d23A21do-AHg6JIg-CH212g6h丿-2g1+d?2尿2-14 如圖所示，一個(gè)U型管自身軸旋轉(zhuǎn)，兩豎直管離轉(zhuǎn)軸的距離分 別為舟和R2,兩液面差為肛，若Ri二00弘,二O二0.06m,求旋轉(zhuǎn)角速度3解：如圖建立坐標(biāo)系邊界條件1 ：左管液面最高處，二&，二h*Ah，P二PLeft邊界條件2:右管液面最高處，r二Ri，E二h，P二PR.ght 由于U型管在平穩(wěn)旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，左右兩邊玉面最高處為等壓面，即PLcft - PRight管內(nèi)壓強(qiáng)分布規(guī)律或等壓面方程dp 二 p (fXdx + fyd