流體力學課后習題答案自己整理孔瓏4版

1、工程流體力學課后習題答案孔瓏第四版第2章流體及其物理性質42-142-342-462-562-662-772-872-982-1182-1292-1392-14102-15102-1611第3章 流體靜力學123-1123-2123-3133-5133-6143-9143-10153-21183-22193-23203-25203-2720第4章 流體運動學及動力學基礎224-2224-5224-6234-8234-11244-12244-14244-22254-24264-2627第6章作業(yè)286-1286-3296-7296-10296-11306-12316-173132第2章流體及其物

2、理性質2-1已知某種物質的密度=2.94g/cm3，試求它的相對密度d?！?.94】解：=2.94g/cm3=2940kg/m3，相對密度d=2940/1000=2.942-2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%(SO2)=0.3%，(O2)=5.2%，(N2)=76%，(H2O)=5%。試求煙氣的密度。解：查課表7頁表2-1，可知(CO2)=1.976kg/m3，(SO2)=2.927kg/m3，(O2)=1.429kg/m3，(N2)=1.251kg/m3，(H2O)=1.976kg/m3，(CO2)=1.976kg/m3，2-3上題中煙氣的實測溫度t=170

3、，實測靜計示壓強Pe=1432Pa，當?shù)卮髿鈮篜a=100858Pa。試求工作狀態(tài)下煙氣的密度和運動粘度?！?.8109kg/m3，2.86910-5s】解：1）設標準狀態(tài)下為1狀態(tài)，則p1=101325pa，T1=273K，1=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，則根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程，可知帶入數(shù)值，可得工作狀態(tài)下2=0.8109kg/m32） 運動粘度，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（標態(tài)下）工作溫度T（K)S黏度（工況下）二氧

4、化碳14.844325423.13136019二氧化硫11.644330618.53601422氧氣19.244312527.80978196氮氣17.644310425.07427072水8.9344396116.22411924利用公式2-19求出混合氣體在工況下的動力黏度：分子量分子量開平方黏度分子分母0.135446.63 23.1320.71 0.90 0.003648.00 18.540.44 0.02 0.052325.66 27.818.18 0.29 0.76285.29 25.07100.82 4.02 0.005184.24 16.220.34 0.02 130.50 5

5、.26 工況動力黏度24.83 工作狀態(tài)下的動力黏度為工作狀態(tài)下的運動粘度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充滿石油的油槽內的壓強為4.9033105Pa,今由槽中排出石油40kg，使槽內壓強降到9.8067104Pa，設石油的體積模量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)av=0.000641/,問從鍋爐中每小時流出多少立方米的水？解： 50*0.000641

6、*20=0.64m3/hV+0.64=50.64m3/h答：50.64m3/h2-8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解：油的動力粘度，密度，則油的運動粘度。答：略2-10設空氣在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。課本12頁公式2-18，蘇士蘭公式查表2-6 S=111K T=273+150=423K答：略2-11解：課本15頁公式2-21 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

7、.25m/s的速度移動，試求該液體的粘度。解 2-13已知動力滑動軸承的軸直徑d=0.2m，轉速n=2830r/min，軸承內徑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。解：速度梯度：摩擦阻力：克服摩擦阻力所消耗的功率：2-142-15直徑為5.00cm的活塞在直徑為5.01cm的缸體內運動。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。2-16內徑為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。第3章 流體

8、靜力學3-1如圖2-34所示，煙囪高H=20m,煙氣溫度Ts=300，壓強ps，試確定引起火爐中煙氣自動流通的壓強差。煙氣密度可按下式計算：s=(1.25-0.0027ts)kg/m3，空氣的密度a=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，因為，所以 答：略3-33-4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。絕對壓強=33352.2pa真空PV=101325-33352.2=67972.8pa3-5解：有壓力引起的壓強如圖示，在等壓面1-2處列平衡方程，因為，所以，所以答：略3

9、-6 得h4=1.28米3-9一雙杯式微壓計如圖249所示，A、B兩杯的直徑均為d50mm，用U形管連接，U形管的直徑d25mm，A杯中盛有酒精，密度P1870 k8m3，B杯中盛有煤油，密度P2830kgm3，當兩杯的壓強差為零時，酒精煤油的分界面在oo線上，試求當兩種液體的分界面上升到o一o的位置，h280mm時壓強差為多少? 3-10=366284pa2-11（1） （2）作業(yè)存在的主要問題：l 答題格式不規(guī)范，必須的公式、圖表以及一些符號說明沒有在答案中體現(xiàn)。l 個別學生只列公式，不計算，直接將題后答案搬上去。甚至有同學將一道題的答案寫在了兩道題的結果上。l 存在較為嚴重的抄襲現(xiàn)象。l

10、 書中答案未必正確，不要迷信書中結果。流體力學作業(yè) 第3章 3-21解：設閘門寬為，則左側水體作用在閘門上的總壓力為，其作用點位置右側水體作用在閘門上的總壓力為其作用點位置當閘門自動開啟時，力和對O點的力矩相等，即，所以3-223-23如圖示，作用在上半球體上的壓強左右對稱，所以總壓力的水平分力為零。根據(jù)壓力體的概念，上半球體的壓力體如圖陰影部分所示。垂直分力方向向上，其大小為3-253-27第4章 流體運動學及動力學基礎4-2解：平面流動的速度分布為，則其流線方程為，則，所以，即：，方程兩邊積分得：，所以流線方程為4-5解：流場的速度分布為(1) 流動屬于三維流動(2) 同理可得： 所以，m

11、2/s，m2/s,m2/s答：4-6解：(1) 該流動屬于三維流動，(2) 流場的速度分布為,所以，4-8查課本P7表2-2可知100時，標準大氣壓下空氣的密度，標準大氣壓為，溫度為100時，密度為根據(jù)氣體狀態(tài)方程可知4-11由空氣預熱器經(jīng)兩條管道送往鍋爐噴燃器的空氣的質量流量qm=8000/h，氣溫400，管道截面尺寸均為400600mm。已知標準狀態(tài)（0,101325Pa）下空氣的密度。=1.29/m3，求輸氣管道中空氣的平均流速。4-12比體積=0.3816 m3/的汽輪機廢汽沿一直徑do=100mm的輸氣管進入主管，質量流量qm=2000/h，然后沿主管上的另兩支管輸送給用戶。已知用戶

12、的需用流量分別為qm1=500/h，qm2=1500/h,管內流速均為25 m/s。求輸氣管中蒸汽的平均流速及兩支管的直徑d1、d2。4-14忽略損失，求圖3-27所示文丘里管內的流量。4-22如圖所示，離心式水泵借一內徑d=150mm的吸水管以q=60m3/h的流量從一敞口水槽中吸水，并將水送至壓力水箱。設裝在水泵與吸水管接頭上的真空計指示出負壓值為39997Pa。水力損失不計，試求水泵的吸水高度Hs。4-24連續(xù)管系中的90o漸縮彎管放在水平面上，管徑d1=15cm，d2=7.5cm，入口處水平均流速v1=2.5m/s，靜壓pe1=6.8610 Pa（計示壓強）。如不計能量損失，試求支撐彎

13、管在其位置所需的水平力。解：取進口表面1-1、出口表面2-2和漸縮彎管內表面內的體積為控制體，建立坐標系，如圖所示。由質量守恒定律可知：，所以,在進口1-1和出口2-2表面列伯努利方程，忽略兩截面的高度影響。，所以設支撐管對流體的水平和豎直方向上的作用力分別為、，由動量定理得：所以所以力與水平線之間的夾角1584-26如圖3-35所示，相對密度為0.83的油水平射向直立的平板，已知V0=20m/s，求支撐平板所需的力F。解：取射流的自由表面、平板壁面和虛線內的圓柱面所包圍的體積為控制體。如圖所示，建立坐標系。設支撐平板所需的力為，在平板壁面處流體的速度為0，由動量定理得：（負號表示方向與流速方

14、向相反）第6章作業(yè)6-1解:層流流動的速度分布公式為,而管內平均流速為,依題意得:在半徑為時，即，化簡得,即，所以，。6-3解：查表得：10時水的密度為，運動粘度為。因為湍流流動時，所以。所以凝汽器中水的總流量為6-7解：流動的雷諾數(shù)為，所以流動為層流。所以沿程損失系數(shù)，所以每米管長上的沿程損失為6-10解：流速為流動的雷諾數(shù)，為湍流流動。管子的相對粗糙度，查穆迪圖得，所以沿程損失為6-11解：管中重油的流速為，所以流動的雷諾數(shù)，為層流流動。在壓力油箱液面和噴油器前的截面處列伯努力方程（若不考慮局部損失）：，所以所以噴油器前重油的計時壓差為6-12解：管中流速為，所以流動的雷諾數(shù)為，為層流流動。在壓力油箱液面和輸油管終端