工程流體力學部分習題答案

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 設置的換熱器后，至煙道出口溫度下降為- ；二，若煙氣在； ；時 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的速度做水平運動，平板下液面分兩層，動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s在氣缸內(nèi)下降， 試求油的動力黏度為多少？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-二 abxyz3( - n)二 abyz =

4、fx - yzdx07當二門，時，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，若測壓計A的讀 數(shù)為.真空計C的讀數(shù)為hlT，大氣壓為|，試問安裝在 氣柜1上而露在氣柜2中的測壓計讀數(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，若容器與平面間的摩擦系數(shù).：，

5、問欲保證在此情況 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系做等加速水平直線運動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，繩子上的拉力為T對容器和水，進行受力分析：T - p (mo + mjg = (mo * mja其中，T.-門-、對重物，進行受力分析：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，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成。轉(zhuǎn)速計內(nèi)裝有液體，兩豎直支管離 轉(zhuǎn)軸的距離為R,當旋轉(zhuǎn)角速度為3時，活塞比精致時下降了 h,試 證明：_ 0)2(R= - d?/8)h % + l(d1/d2)3解：建立如圖所示的坐標系Ard 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，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用邊界條件1,由Pol 2fidr可求得:肓-(H + AH)應用邊界條件2+21dnpo201nhg+o-gHp2qln21d23A21do-AHg6JIg-CH212g6h丿-2g1+d?2尿2-14 如圖所示，一個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)過程中，左右兩邊玉面最高處為等壓面，即PLcft - PRight管內(nèi)壓強分布規(guī)律或等壓面方程dp 二 p (fXdx + fyd