工程流體力學第四版孔瓏作業(yè)答案詳解

1、第二章第二章 2-1.已知某種物質(zhì)的密度=2.94g/cm3，試求它的相對密度 d。 解：d=/w=2.94（g/cm3）/1（g/cm3）=2.94 2-2.已知某廠 1 號爐水平煙道中煙氣組分的百分數(shù)為 （co2）=13.5%， a(SO2)=0.3%，a(O2)=5.2%，a(N2)=76%，a(H2O)=5%。試求煙氣的密度。 2-3.上題中煙氣的實測溫度 t=170，實測靜計壓強 Pe=1432Pa，當?shù)卮髿鈮簭奝a=10058Pa。試求工作狀態(tài)下煙氣的密度和運動粘度。 2-4.當壓強增量為 50000Pa 時，某種液體的密度增長 0.02%，試求該液體的體積模量。 2-5.絕對壓強

2、為 3.923105Pa 的空氣的等溫體積模量和等熵體積模量各等于多少？ 2-6. 充滿石油的油槽內(nèi)的壓強為 4.9033105Pa,今由槽中排出石油 40kg，使槽內(nèi)壓強降到 9.8067104Pa，設(shè)石油的體積模量 K1.32109 Pa。試求油槽的體積。 2-7. 流量為 50m3/h，溫度為 70的水流入熱水鍋爐，經(jīng)加熱后水溫升到 90，而水的體脹系數(shù)V=0.000641/，問從鍋爐中每小時流出多少立方米的水？ 2-8. 壓縮機壓縮空氣， 絕對壓強從 9.8067104Pa 升高到 5.8840105Pa， 溫度從 20升高到 78，問空氣體積減少了多少？ 2-9. 動力粘度為 2.9

3、10-4PaS，密度為 678kg/m3 的油，其運動粘度等于多少？ 解：V=u/=2.910-4/678=4.2810-7m/s 2-10. 設(shè)空氣在 0時的運動粘度0=13.210-6m2/s,密度0=1.29kg/m3。試求在150時空氣的動力粘度。 2-11. 借恩氏粘度計測得石油的粘度為 8.5oE,如石油的密度為=850kg/m3,試求石油的動力粘度。 2-12. 一平板距離另一固定平板 0.5mm,兩板間充滿液體， 上板在每平方米上有 2N 的力作用下以 0.25m/s 的速度移動，試求該液體的粘度。 2-13. 已知動力滑動軸承的軸直徑 d=0.2m， 轉(zhuǎn)速 n=2830r/m

4、in， 軸承內(nèi)徑 D=0.2016m，寬度 l=0.3m，潤滑油的動力粘度=0.245Pas，試求克服摩擦阻力所消耗的功率。 2-14. 一重 500N 的飛輪的回轉(zhuǎn)半徑為 30cm，由于軸套間流體粘度的影響，當飛輪600r/min 旋轉(zhuǎn)時，它的角減速度為 0.02rad/s2。已知軸套的長度為 5cm，軸的直徑為2cm 以及他們之間的間隙為 0.05mm。試求流體的粘度。 2-15. 直徑為 5.00cm 的活塞在直徑為 5.01cm 的缸體內(nèi)運動。 當潤滑油的溫度由 0升高到 120時，求推動活塞所需的力減少的百分數(shù)。用圖 1-5 中相對密度 d=0.855 的原油的粘度進行計算。 2-1

5、6. 內(nèi)徑為 10mm 的開口玻璃管插入溫度為 20的水中，已知水與玻璃的接觸角=10o。試求水在管中上升的高度。 2-17. 內(nèi)徑為 8mm 的開口玻璃管插入溫度為 20的水銀中。已知水銀與玻璃管的接觸角約為 140，試求水銀在管中下降的高度。 第三章第三章 3-2. 如圖所示為一直煤氣管，為求管中靜止煤氣的密度，在高度差 H=20m 的兩個截面裝 U 形管測壓計，內(nèi)裝水。已知管外空氣的密度 a=1.28kg/m3，測壓計讀數(shù) h1=100mm， h2=115mm。 與水相比，U 形管中氣柱的影響可以忽略。求管內(nèi)煤氣的密度。 3-3. 如圖所示，U 形管壓差計水銀面高度差 h=15cm。求充

6、滿水的 A、B 兩容器內(nèi)的壓強差。 3-4. 如圖所示，U 形管壓差計與容器 A 連接，已知 h1=0.25m，h2=1.61m，h3=1m。求容器 A 中水的絕對壓強和真空。 3-5. 如圖所示，在盛有油和水的圓柱形容器的蓋上加載荷 F=5788N，已h1=30cm,h2=50cm,d=0.4m,油的密度oi=800kg/m3，水銀的密度Hg=13600 kg/m3，求 U 形管中水銀柱的高度差 H。 3-6. 如圖所示，兩根盛有水銀的 U 形測壓管與盛有水的密封容器連接。若上面測壓管的水銀液面距自由液面深h1=60cm,水銀柱高h2=25cm， 下面測壓管的水銀柱高h3=30cm，=136

7、00 kg/m3，試求下面測壓管水銀面距自由液面的深度 h4。 3-7. 如圖所示，一封閉容器內(nèi)盛有油和水，油層厚 h1=30cm,油的密度oi=800kg/m3,盛有水銀的 U 形測壓管的液面距水面的深度 h=50cm,水銀柱的高度低于油面 h=40cm。試求油面上的計示壓強。 3-8. 如圖所示，處于平衡狀態(tài)的水壓機，其大活塞上受力 F1=4905N,杠桿柄上作用力F2=147N,杠桿臂 a=15cm,b=75cm。 若小活塞直徑 d1=5cm， 不計活塞的高度差及其質(zhì)量，計及摩擦力的校正系數(shù)=0.9，求大活塞直徑 d2。 3-22. 水作用在下圖所示 3/4 圓柱面 ABCD 上，畫出（

8、a）(b)（c）種開口測壓管位置1,2,3 情況的壓力體及總壓力垂直分力的作用方向。 3-26. 如圖所示為一扇形閘門， 半徑R=7.5m， 擋著深度h=4.8m的水， 其圓心角=43，旋轉(zhuǎn)軸距渠底 H=5.8m，閘門的水平投影 CB=a=2.7m，閘門寬度 B=6.4m，試求作用在閘門上的總壓力的大小和壓力中心。 3-31.一鋼筋混凝土沉箱，長 6m，寬 5m，高 5m，底厚 0.5m，側(cè)壁厚 0.3m，鋼筋混凝土的密度1=2400kgm-3，海水的密度2=1025kgm-3，沉箱在海面上漂浮是否穩(wěn)定？ 第四章第四章 4-2. 已知平面流動的速度分布規(guī)律為 式中為常數(shù)。 求流線方程并畫出若干

9、條流線。 4-3. 已知兩平行平板間的平面流動的速度為式中 k，u 為常數(shù)。b為兩平板之間的距離。試給出速度分布圖。 4-4. 已知流場的速度分布為（1）問屬幾維流動？（2）求（x,y,z）=（1,2,3）點的加速度。 解：（1）屬于二維流動，因為該流動的速度分布只與平面坐標 X，Y 有關(guān)。 4-15. 如圖所示為一文丘里管和壓強計，試推導體積流量和壓強計讀數(shù)之間的關(guān)系式。 4-20. 送風管道的截面積 A1=1m2,體積流量 qv1=108000 m3/h，靜壓 p1=0.267N/cm2，風溫 t1=28。管道經(jīng)過一段路程以及彎管，大小節(jié)收縮段等管子件后，截面積A2=0.64m2，靜壓 p

10、2=0.133N/cm2，風溫 t2=24。當?shù)販y得的大氣壓 pa=101325 Pa，求截面 A2 處的質(zhì)量流量 qm2，體積流量 qv2 以及兩個截面上的平均流速1、2。 4-25. 額定流量 qm=35690 /s 的過熱蒸汽，壓強 p=981N/cm2，溫度 t=510，（對應(yīng)的蒸汽比體積=0.03067m3/），經(jīng)27323mm 的主蒸汽管道鉛垂向下，再經(jīng) 90o彎管轉(zhuǎn)向水平方向流動。如不計能量損失，試求蒸汽作用給彎管的水平力。 4-33. 水泵葉輪的內(nèi)徑 d1=20cm，外徑 d2=40cm，葉片寬度 b=4cm，水在葉輪入口處沿徑向流入，在出口處與徑向成 30o 角的方向流出，質(zhì)

11、量流量 qm=81.58 /s。試求水在葉輪入口與出口處的流速1 與 第五章第五章 5-2. 如圖所示，用模型研究溢流堰的流動，采用長度比例尺 k=1/20.（1）已知原型堰上水頭 h=3m，試求模型的堰上水頭。（2）測得模型上的流量 qv=0.19m3/s，試求原型上的流量。（3）測得模型堰頂?shù)挠嬍緣簭?p= -1960Pa，試求原型堰頂?shù)挠嬍緣簭姟?5-4. 將一高層建筑物的幾何相似模型放在開口風洞中吹風，風速為=10m/s，測得模型迎風面點 1 處的計示壓強 p1e=980Pa， 背風面點 2 處的計示壓強 p2e= -49 Pa。試求建筑物在=30m/s 強風作用下對應(yīng)點的計示壓強。

12、5-6. 長度比例尺 k=1/225 的模型水庫，開閘后完全放空庫水的時間是 4min。試求原型水庫放空庫水的時間。 5-8. 在管道內(nèi)以=20m/s 的速度輸送密度=1.86 /m3 ，運動粘度=1.310-5m2/s 的天然氣，為了預測沿管道的壓強降，采用水模型試驗。取長度比例尺 k=1/10 ，已知水的密度=998 /m3，運動粘度=1.00710m2/s。為保證流動相似，模型內(nèi)水的流速應(yīng)等于多少？已經(jīng)測得模型每 0.1m 管長的壓降p=1000Pa，天然氣管道每米的壓強降等于多少？ 5-10. 某飛機的機翼弦長 b=1500mm，在氣壓 Pa=105Pa，氣溫 t=10的大氣中以=18

13、0km/h 的速度飛行， 擬在風洞中用模型試驗測定翼型阻力， 采用長度比例尺k=1/3。（a）如果用開口風洞，已知試驗段的氣壓 pa=101325Pa，氣溫 t=25，試驗段的風速應(yīng)等于多少？這樣的試驗有什么問題？（b）如果用壓力風洞，試驗段的氣壓 pa=1MPa，氣溫 t=30，=1.85410-5Pas,試驗段的風速應(yīng)等于多少？ 5-13. 薄壁孔口出流的流速與孔口直徑 d， 孔口上水頭 H， 流體密度 ， 動力粘度 ，表面張力 ，重力加速度 g 有關(guān)的表達式。試導出孔口出流速度的表達式。 第八章第八章 8-1. 試確定下列各流場中的速度是否滿足不可壓縮流體的連續(xù)性條件：(1)（2）（3）（4） 8-2. 在不可壓縮體的三維流動中，已知和，試用連續(xù)方程推導出的表達式。 8-3. 下列各流場中哪幾個滿足連續(xù)性條件？它們是有旋流動還是無旋流動？(1) (2) (3) (4) 8-5.