流體力學(xué)課后習(xí)題答案自己整理孔瓏4版

1、工程流體力學(xué)課后習(xí)題答案孔瓏第四版第2章流體及其物理性質(zhì)42-142-342-462-562-662-772-872-982-1182-1292-1392-14102-15102-1611第3章 流體靜力學(xué)123-1123-2123-3133-5133-6143-9143-10153-21183-22193-23203-25203-2720第4章 流體運(yùn)動(dòng)學(xué)及動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)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(zhì)2-1已知某種物質(zhì)的密度=2.94g/cm3，試求它的相對(duì)密度d?！?.94】解：=2.94g/cm3=2940kg/m3，相對(duì)密度d=2940/1000=2.942-2已知某廠1號(hào)爐水平煙道中煙氣組分的百分?jǐn)?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(shí)測(cè)溫度t=170

3、，實(shí)測(cè)靜計(jì)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(dòng)粘度。【0.8109kg/m3，2.86910-5s】解：1）設(shè)標(biāo)準(zhǔn)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(yùn)動(dòng)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(shí)的動(dòng)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)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?dú)?7.644310425.07427072水8.9344396116.22411924利用公式2-19求出混合氣體在工況下的動(dòng)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(dòng)力黏度24.83 工作狀態(tài)下的動(dòng)力黏度為工作狀態(tài)下的運(yùn)動(dòng)粘度2-4當(dāng)壓強(qiáng)增量為50000Pa時(shí)，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(duì)壓強(qiáng)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(qiáng)為4.9033105Pa,今由槽中排出石油40kg，使槽內(nèi)壓強(qiáng)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)av=0.000641/,問從鍋爐中每小時(shí)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(jī)壓縮空氣，絕對(duì)壓強(qiáng)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(dòng)力粘度，密度，則油的運(yùn)動(dòng)粘度。答：略2-10設(shè)空氣在0時(shí)的運(yùn)動(dòng)粘度0=13.210-6m2/s,密度0=1.29kg/m3。試求在150時(shí)空氣的動(dòng)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(dòng)，試求該液體的粘度。解 2-13已知?jiǎng)恿瑒?dòng)軸承的軸直徑d=0.2m，轉(zhuǎn)速n=2830r/min，軸承內(nèi)徑D=0.2016m，寬度l=0.3m，潤滑油的動(dòng)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(nèi)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)潤滑油的溫度由0升高到120時(shí)，求推動(dòng)活塞所需的力減少的百分?jǐn)?shù)。用圖1-5中相對(duì)密度d=0.855的原油的粘度進(jìn)行計(jì)算。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=10o。試求水在管中上升的高度。第3章 流體

8、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(dòng)流通的壓強(qiáng)差。煙氣密度可按下式計(jì)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?yàn)椋?答：略3-33-4如圖所示，U形管壓差計(jì)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(duì)壓強(qiáng)和真空。絕對(duì)壓強(qiáng)=33352.2pa真空PV=101325-33352.2=67972.8pa3-5解：有壓力引起的壓強(qiáng)如圖示，在等壓面1-2處列平衡方程，因?yàn)?，所以，所以答：?

9、-6 得h4=1.28米3-9一雙杯式微壓計(jì)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(dāng)兩杯的壓強(qiáng)差為零時(shí)，酒精煤油的分界面在oo線上，試求當(dāng)兩種液體的分界面上升到o一o的位置，h280mm時(shí)壓強(qiáng)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(hào)說明沒有在答案中體現(xiàn)。l 個(gè)別學(xué)生只列公式，不計(jì)算，直接將題后答案搬上去。甚至有同學(xué)將一道題的答案寫在了兩道題的結(jié)果上。l 存在較為嚴(yán)重的抄襲現(xiàn)象。l

10、 書中答案未必正確，不要迷信書中結(jié)果。流體力學(xué)作業(yè) 第3章 3-21解：設(shè)閘門寬為，則左側(cè)水體作用在閘門上的總壓力為，其作用點(diǎn)位置右側(cè)水體作用在閘門上的總壓力為其作用點(diǎn)位置當(dāng)閘門自動(dòng)開啟時(shí)，力和對(duì)O點(diǎn)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(qiáng)左右對(duì)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(yùn)動(dòng)學(xué)及動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)4-2解：平面流動(dòng)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(chǎng)的速度分布為(1) 流動(dòng)屬于三維流動(dòng)(2) 同理可得： 所以，m

11、2/s，m2/s,m2/s答：4-6解：(1) 該流動(dòng)屬于三維流動(dòng)，(2) 流場(chǎng)的速度分布為,所以，4-8查課本P7表2-2可知100時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下空氣的密度，標(biāo)準(zhǔn)大氣壓為，溫度為100時(shí)，密度為根據(jù)氣體狀態(tài)方程可知4-11由空氣預(yù)熱器經(jīng)兩條管道送往鍋爐噴燃器的空氣的質(zhì)量流量qm=8000/h，氣溫400，管道截面尺寸均為400600mm。已知標(biāo)準(zhǔn)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(jī)廢汽沿一直徑do=100mm的輸氣管進(jìn)入主管，質(zhì)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(nèi)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(nèi)的流量。4-22如圖所示，離心式水泵借一內(nèi)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(shè)裝在水泵與吸水管接頭上的真空計(jì)指示出負(fù)壓值為39997Pa。水力損失不計(jì)，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(jì)示壓強(qiáng)）。如不計(jì)能量損失，試求支撐彎

13、管在其位置所需的水平力。解：取進(jìn)口表面1-1、出口表面2-2和漸縮彎管內(nèi)表面內(nèi)的體積為控制體，建立坐標(biāo)系，如圖所示。由質(zhì)量守恒定律可知：，所以,在進(jìn)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(shè)支撐管對(duì)流體的水平和豎直方向上的作用力分別為、，由動(dòng)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(duì)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(nèi)的圓柱面所包圍的體積為控制體。如圖所示，建立坐標(biāo)系。設(shè)支撐平板所需的力為，在平板壁面處流體的速度為0，由動(dòng)量定理得：（負(fù)號(hào)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(dòng)的速度分布公式為,而管內(nèi)平均流速為,依題意得:在半徑為時(shí)，即，化簡(jiǎn)得,即，所以，。6-3解：查表得：10時(shí)水的密度為，運(yùn)動(dòng)粘度為。因?yàn)橥牧髁鲃?dòng)時(shí)，所以。所以凝汽器中水的總流量為6-7解：流動(dòng)的雷諾數(shù)為，所以流動(dòng)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(dòng)的雷諾數(shù)，為湍流流動(dòng)。管子的相對(duì)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(dòng)的雷諾數(shù)，為層流流動(dòng)。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(jì)時(shí)壓差為6-12解：管中流速為，所以流動(dòng)的雷諾數(shù)為，為層流流動(dòng)。在壓力油箱液面和輸油管終端