流体力学课后题题解(1、2)

0工程流体力学习题精解1第一章流体的基本概念1-1单位换算：1.海水的密度ρ=1028公斤/米3，以达因/厘米3，牛/米3为单位，表示此海水的重度γ值。解：2.酒精在0℃时的比重为0.807，其密度ρ为若干公斤/米3?若干克/厘米3?其重度γ为若干达因/厘米3?若干牛/米3?解：l-2粘度的换算：1.石油在50℃时的重度γ=900达因/厘米3，动力粘度μ=58.86×10-4牛.秒/米2。求此石油的运动粘性系数ν。解：2.某种液体的比重为1.046，动力粘性系数μ=1.85厘泊，其运动粘性系数为若干斯?解：3.求在1大气压下，35℃时空气的动力粘性系数μ及运动粘性系数ν之值。3323333ww/8.790/7908/8.9/8070.807g/cm807kg/m1000kg/m0.807;cmdymNsmmkgg比重比重酒精酒精√smscmcmdyscmcmsdygg/104.6/1064/900/)/980101086.58(;26233224)(/017686.0/1046.1/1085.1;232ww斯比重比重scmcmgcmsg33235/44.1007/4.10074/8.9/1028101;cmdymNsmmkgdyNg2解：1-3相距10毫米的两块相互平行的板子，水平放置，板间充满20℃的蓖麻油(动力粘度μ=9.72泊)。下板固定不动，上板以1.5米/秒的速度移动，问在油中的切应力τ是多少牛/米2?解：1-4直径为150毫米的圆柱，固定不动。内径为151.24毫米的圆筒，同心地套在圆柱之外。二者的长度均为250毫米。柱面与筒内壁之间的空隙充以甘油。转动外筒，每分钟100转，测得转矩为9.091牛米。假设空隙中甘油的速度按线性分布，也不考虑末端效应。计算甘油的动力粘度μ。解：l-5某流体在圆筒形容器中。当压强为2×106牛/米2时，体积为995厘米3；当压强为l×l06牛/米2时，体积为1000厘米3。求此流体的体积压缩系数βp之值。解：√)(/16868.0/1016868.0)(107.18)(/107.18;35(K)273T12211P8)(/101.703P251;;273T1273C1224-5-26-4-00斯；泊秒帕得表；由泊得表由附录scmsmmsNCcmsgTC)(8.145/8.14510/5.1)(/72.92帕泊PamNmmsmcmsgyvsmRRlsmRnRRvmNmmNRMPAvPyyv223-0.792N/m25.022A;/3010030100.62150)/2-151.24(y;22.1202/15124.0091.9;APNmmNcmcmdpVdV/105025.0/10)21(995)9951000(282633p3l-6当压强增量为50000牛/米2时，某种液体的密度增长为0.02％，求此种液体的弹性模量。解：l-7石油充满油箱。指示箱内压强的压力表读数为49千牛/米2。油的密度为890公斤/米3。今由油箱排出石油40公斤，箱内的压强降到9.8千牛/米2。设石油的弹性模量为1.32×106千牛/米2。求油箱的容积。解：1-8汽车轮胎中的空气温度原为27℃，绝对压强为29.4牛/厘米2。设体积不变，温度升为65℃时，其压强应为若干?解：l-9一个容器的容积为34升，内装29℃的空气，其绝对压强为784.5千牛/米2。容器中的空气重若干牛?解：l-10某车间装有水银气压计与温度计，夏季读数的平均值分别为725毫米水银柱与32℃；冬季读数的平均数值分别为765毫米水银柱与-15℃，此车间的空气在夏季与在冬季的重度及密度各为若干？解：272p/10250002.0/500001E;mNmNddpdpdP32623p/02643.0/1032.1/)498.9(/890d;1mkgmkNmkNmkgEdpEdpd33414.1513/02643.040V;dmmkgkgddmVdm而22412122211/124.3327273)65273(/104.29;cmNmNTTppRTpRTp两式相除则有：NkgmmNmNmkNRTpRTp01.3306.01034/0197.9Vm/0197.9)29273(288/5.78433332313222313111/377.1;/1405.0))15(273(287765/100.1;/1122.0)32273(288725mNmkgmmHgRTpmNmkgmmHgRTpRTp3333311011011dmcmm升4第二章流体静力学2-1在图示油罐中，自由面p0=pa=9.8N/cm2，油的重度γoil=7350N/m3，h=8m。求探视孔中心处B点的相对压强。解：2-2图示密闭盛水容器，h=1.5m，pa=9.8N/cm2，h=1.2m，问容器内液面压强p0为多少？解：2-3容器内装有气体，旁边的一个U形测压管内盛清水，如图所示。现测得hv=0.3米，问容器中气体的相对压强p为多少?它的真空度为多少?解：2-4在盛水容器M的旁边装有一支U形测压管，内盛水银，并量得有关数值，如图所示。问容器中心M处的绝对压强、相对压强各位多少？解：2-5内装空气的容器与两根水银U形测压管相通，水银的重度γM=0.133N/m3，今量得下面U形测压管(敞口)中的水银面高差为h1=30厘米，如图所示。问上面的U形测压管(闭口)中的水银面高差h2为若干?(气体23/8.588/7350mNmmNhpoilB2/29403.09800;mNhppphppvwavwa240/1009403.09800108.9)(mNhhppwa2/29403.09800mNhpppvwav2/1744400.5)5.05.1(mNppMwaM2/764400.5)5.05.1(mNpMwM3/133280;98000Pa1mNM工程大气压5重度的影响可以忽略不计)。解：2-6如图所示，在某栋建筑物的第一层楼处，测得煤气管中煤气的相对压强p’为100毫米水柱高，已知第八层楼比第一层楼高H=32米。问在第八层楼处煤气管中，煤气的相对压强为若干?空气及煤气的密度可以假定不随高度而变化，煤气的重度γG=4.9牛/米3。解：2-7用杯式微压计确定容器K中气体的真空度(以毫米水柱高表示之)。该压力计中盛以油(γoil=9016牛/米3)及水两种液体，已知杯的内径D=40毫米，管的内径d=4毫米，h=200毫米，参阅附图。解：做两杯中液面高度差的中线（图中红线），距两液面的距离均为Δh，右杯中缺少部分的体积应等于U形管中水位高差一半的体积（两绿线部分），则有:cmphphhpphppMMaMaM5.43;012120OmmHmmNOmmHHppHppGG232122184102.032/9.4100;p1P22222/8.9O1;O102.0/1mNmmHmmHmNmmhDdhdhD12h;2442222xDCB6设右杯液面与U形管左侧液面高差为x，研究蓝色线U形管两侧压强，则有：2-8如图所示，试由多管压力计中水银面高度的读数确定压力水箱中A点的相对压强。(所有读数均自地面算起，其单位为米)。解：2-9压力筒内，需引入多大的压强p1，方能在拉杆方向上产生一个力P为7840牛。活塞在圆筒中以及拉杆在油封槽中的摩擦力等于活塞上总压力P的10％。已知：压强p2=9.8牛/厘米2，D=100毫米，d=30毫米。解：2-10如图所示的圆锥形盛水容器，已知：D=1米，d=0.5米，h=2米。如在盖B上加重物G=2.94千牛，容器底部所受的总压力为若干?解：瓶底部D处的压强为OmmHPammhhppphhxphxpoiloilwkavWoilKoila233833.17102.0832.174832.1741N/m901629016)N/m-200mm(98002)(;)2()(2222/8.9O1;O102.0/1mNmmHmmHmN)7081()7002(而;)9002()9052(..γp..γpp..γp..ppMaWCBMCWADOH01.272647969.2/98002.2/1332802.9)(2.2)(0.9)2.0(0.9)2.5()7.00.2()7.08.1(233mPammNmmNpppWMAMWWMaAPFp1p2水x2122221/72.1187840P%104)(4P0cmNpNdDpDpXkNDpmkNmdGhppDDWWBD1538.274P/573.340.24222瓶底部的总压力为：流体只传递压强而不直接传递力！72-11水压机中，大活塞上要求的作用力G=4.9千牛。已知：杠杆柄上的作用力F=147牛；杠杆臂b=75厘米；a=15厘米。若小活塞直径为d，问大活塞的直径D应为d的若干倍?活塞的高差、重量及其所受的摩擦力均可忽略不计。解：2-12水池的侧壁上，装有一根直径d=0.6米的圆管，圆管内口切成α=450的倾角，并在这切口上装了一块可以绕上端铰链旋转的盖板，h=2米，如果不计盖板自重以及盖板与铰链间的摩擦力，问升起盖板的力T为若干?(椭圆形面积的)解：2.36dD)(a4422baFNdNDG而43baJCNddabdAhPWc5868.117522)26.0(9800)2(1mddddadabdbadAZJZzcCcD53033.0106066.0424264.024424264.022)2(424264.022245cos21445cos2122030424264.02dzcNGPZDZCP1P2NdZPzPTCD850.65806.0424264.02455.783753033.05868.117521NddabhAhPWc2455.783722)2(9800)(282-13矩形闸门长1.5米，宽2米(垂直于图面)，A端为铰链，B端连在一条倾斜角α=450的铁链上，用以开启此闸门。量得库内水深，并标在图上。今欲沿铁链方向用力T拉起此闸门，若不计摩擦与闸门自重，问所需力T为若干？（解法同12题）。解：2-14容器底部有一直径为d的圆孔，用一个直径为D(=2r)、重量为G的圆球堵塞。当容器内水深H=4r时，欲将此球向上升起以便放水，问所需垂直向上的力P为若干?已知rd3；水的重度设为γ。解：球体体积：球缺体积：浸入液体的球缺部分的体积：潜体所受垂直压力（即浮力！）：升起球体所需垂直向上的力P：（此答案与书中不符！）NABABAhPWc2205025.1)25.1(98002)2(1mAZJZzcCcD0.125.075.025.125.11225.125.1375.02ABzcNABZPzPTCD757.831552/5.175.08820012205045cos021NABhAhPWc8820025.1)3(9