流體力學(xué)課后習(xí)題答案自己整理孔瓏4版

本文格式為Word版，下載可任意編輯——流體力學(xué)課后習(xí)題答案自己整理孔瓏4版《工程流體力學(xué)》課后習(xí)題答案

孔瓏第四版

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第2章流體及其物理性質(zhì)4

2-142-342-462-562-662-772-872-982-1182-1292-1392-14102-15102-1611第3章流體靜力學(xué)12

3-1123-2123-3133-5133-6143-9143-10153-21183-22193-23203-25203-2720第4章流體運(yùn)動學(xué)及動力學(xué)基礎(chǔ)224-2224-5224-6234-8234-11244-12244-14254-22254-24264-2627第6章作業(yè)28

6-1286-3286-729

2

6-10296-11296-12306-1731

3

第2章流體及其物理性質(zhì)

2-1

已知某種物質(zhì)的密度ρ=2.94g/cm3，試求它的相對密度d。解：ρ=2.94g/cm3=2940kg/m3，相對密度d=2940/1000=2.94

2-2已知某廠1號爐水平煙道中煙氣組分的百分?jǐn)?shù)為，α(CO2)=13.5%α(SO2)=0.3%，α(O2)=5.2%，α(N2)=76%，α(H2O)=5%。試求煙氣的密度。

解：查課表7頁表2-1，可知ρ(CO2)=1.976kg/m3，ρ(SO2)=2.927kg/m3，ρ(O2)=1.429kg/m3，ρ(N2)=1.251kg/m3，ρ(H2O)=1.976kg/m3，ρ(CO2)=1.976kg/m3，

????i?i?1.341kg/m3

2-3

上題中煙氣的實(shí)測溫度t=170℃，實(shí)測靜計示壓強(qiáng)Pe=1432Pa，當(dāng)?shù)卮髿鈮篜a=100858Pa。試求工作狀態(tài)下煙氣的密度和運(yùn)動粘度。解：

1）設(shè)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下為1狀態(tài)，則p1=101325pa，T1=273K，ρ1=1.341kg/m3工作狀態(tài)下為2狀態(tài)，則p2=pa-pe=100858-1432=99416pa，T2=273+170=443K，

4

則根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程，可知

p1p?2?1T1?2T2帶入數(shù)值，可得工作狀態(tài)下ρ2=0.8109kg/m3

2）運(yùn)動粘度，與課本14頁例題2-4題比較

先求出每一種氣體在170℃時的動力粘度，利用蘇士蘭公式，課本12頁。

黏度（標(biāo)態(tài)下）工作溫度T（K)二氧化碳14.8443二氧化硫11.6443氧氣19.2443氮?dú)?7.6443水8.93443S254306125104961黏度（工況下）23.1313601918.5360142227.8097819625.0742707216.22411924利用公式2-19求出混合氣體在工況下的動力黏度：

0.1350.0030.0520.760.005分子量4464322818分子量開平方6.638.005.665.294.24黏度23.1318.5427.8125.0716.22分子20.710.448.18100.820.34130.50工況動力黏度分母0.900.020.294.020.025.2624.836pa?s）工作狀態(tài)下的動力黏度為??24.83?10-（

工作狀態(tài)下的運(yùn)動粘度???24.83??10?6?30.62?10?6m2/s?0.8109

5

2-4

當(dāng)壓強(qiáng)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。

K??p50000??2.5?108pa??0.0002?

2-5

絕對壓強(qiáng)為3.923×105Pa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(qiáng)為4.9033×105Pa,今由槽中排出石油40kg，使槽內(nèi)壓強(qiáng)降到9.8067×104Pa，設(shè)石油的體積模量K＝1.32×109Pa。試求油槽的體積。??900kg/m3?V?

?p?m402??m3K??V?15m33

?V?90045V6

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)av=0.000641/℃,問從鍋爐中每小時流出多少立方米的水？

解：?V?V??V??T?50*0.000641*20=0.64m3/h8?0.005?50?2mV+0.64=50.64m3/h答：50.64m3/h

2-8

壓縮機(jī)壓縮空氣，絕對壓強(qiáng)從9.8067×104Pa升高到5.8840×105Pa，溫度從20℃升高到78℃，問空氣體積減少了多少？

7

2-9

解：油的動力粘度??2.9?10?4Pa?s，密度??678kg?m?3，則油的運(yùn)動粘

?2.9?10?4?4.28?10?7m2/s。度????678答：略

2-10設(shè)空氣在0℃時的運(yùn)動粘度ν0=13.2×10-6m2/s,密度ρ0=1.29kg/m3。試求在150℃時空氣的動力粘度。

273?S?T?2課本12頁公式2-18，蘇士蘭公式???0??

T?S?273?3?0??0?0?13.2?10?6?1.29?17.02810?6pa?s

查表2-6S=111KT=273+150=423K

273?S?T????0??T?S?273?32?23.62?10?6pa?s

答：略

2-11

解：課本15頁公式2-21

??0.0731?E?0.0631/?E?0.0731*8.5?0.0631/8.5?0.614cm2/s

?????850*0.614*10?4?0.05219Pa?s

8

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。

解

F?A??A??dv?A??dyhFh0.5?10?3????2??0.004(pa?s)

Av0.25

2-13

已知動力滑動軸承的軸直徑d=0.2m，轉(zhuǎn)速n=2830r/min，軸承內(nèi)徑D=0.2023m，寬度l=0.3m，潤滑油的動力粘度μ=0.245Pa·s，試求戰(zhàn)勝摩擦阻力所消耗的功率。解：F?A???dl??速度梯度：

h?h?

?dn?3.14?0.2?2830/60?37045(s?1)

0.0008?v?D?d?/2摩擦阻力：

F?A???dl???h???0.2?0.3?0.245?37045?1710.8(N)

戰(zhàn)勝摩擦阻力所消耗的功率：

P?Fv?F??dn/60?1710.8???0.2?2830/60?50701(W)

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2-14

2-15

直徑為5.00cm的活塞在直徑為5.01cm的缸體內(nèi)運(yùn)動。當(dāng)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?jǐn)?shù)。用圖1-5中相對密度d=0.855的原油的粘度進(jìn)行計算。

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2-16

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θ=10o。試求水在管中上升的高度。

11

第3章流體靜力學(xué)

3-1

如圖2-34所示，煙囪高H=20m,煙氣溫度Ts=300℃，壓強(qiáng)ps，試確定引起火爐中煙氣自動流通的壓強(qiáng)差。煙氣密度可按下式計算：ρs=(1.25-0.0027ts)kg/m3，空氣的密度ρa(bǔ)=1.29)kg/m3

3-2

解：如圖示，分別在等壓面1-2，3-4處列平衡方程

P1?P3?Pair1??H2Ogh1，P2?P4?Pair2??H2Ogh2

由于P1?P2??煤氣gH，

Pair1?Pair2??airgH

所以

?煤氣?P-P??H2Og(h1-h2)?airgH??H2Og(h1-h2)Ph-h1-P2?air1air2==?air+?H2O12gHgHgHH（100?115）?10?3＝0.53kg?m-3＝1.28＋20答：略

12

3-3

pA?pB?(?水銀-?水）gh?18522pa

3-4如下圖，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(qiáng)和真空。

絕對壓強(qiáng)pA?pa??Hgg(h2?h3)??水g(h2?h1)=33352.2pa真空PV=101325-33352.2=67972.8pa

3-5

解：有壓力引起的壓強(qiáng)

PF=F?4=d24F4?5788==46059.4Pa22?d3.14?0.4如圖示，在等壓面1-2處列平衡方程

P1?Pa?PF??oigh1??H2Ogh2，

P2?Pa??HggH

由于P1?P2，所以，

Pa?PF??oigh1??H2Ogh2=Pa??HggH

，

13

所以

H=PF??oigh1??H2Ogh2?Hgg46059.4+800?9.81?30?10-2?103?9.81?50?10-2==0.399m313.6?10?9.81答：略3-6

?水銀g(h3?h2)??水g(h4?h1)得h4=1.28米

3-9

一雙杯式微壓計如圖2—49所示，A、B兩杯的直徑均為d＝50mm，用U形管連接，U形管的直徑d2＝5mm，A杯中盛有酒精，密度P1＝870k8／m3，B杯中盛有煤油，密度P2＝830kg／m3，當(dāng)兩杯的壓強(qiáng)差為零時，酒精煤油的分界面在o—o線上，試求當(dāng)兩種液體的分界面上升到o’一o’的位置，h＝280mm時壓強(qiáng)差為多少?

14

3-10

p?pa??Hgg?h4?h3???水g?h2?h3???Hgg?h2?h1???水g?H?h1?

=366284pa

2-11

（1）??45?時，

15

v2v2Lv264Lv2?(1?)所以h??hf???

2g2gd2gRed2g6450.014152?(1??)??0.09617m?35.666?102?9.816-17

解：在兩容器液面處列伯努力方程：

Lv20?0?H?0?0?0?hw，hw?hf?hj?(???1??2)，所以有

d2gLv230v2H?hw?(???1??2)?(??0.5?1)?3，即?2d2g30?102g(100??1.5)v2?6?9.81?58.86，

假設(shè)滾動處于層流，則??式得：(1006464?64?0.0690.0184???，代入上?2Redv?30?10?800?vv0.0184?1.5)v2?58.86，求解得：v?5.6808m?s?1vdv?30?10?2?5.6808?800??19759.3?2320，為湍則相應(yīng)的雷諾數(shù)為Re??0.069流，由于管子為光管，則??0.31640.3164??0.02669，0.250.25Re19759.3所以代入式(100??1.5)v2?6?9.81?58.86，可求出

v?58.86?3.757m?s?1

100?0.02669?1.5dv?30?10?2?3.757?800??13067.8?2320，則其相應(yīng)的雷諾數(shù)為Re?為湍?0.069流，由于管子為光管，則??0.31