工程流体力学部分习题答案

1、1-3 在温度不变的条件下，体积为卜j的某液体，压强从0. 98 X 105Pa增加到 4 9 X 1O5Pa,体积减小了 1一 0 X 10 V ,求 其体积弹性模量。解：Ap(4.9 - 0.98) X 10sgK =- V =- 5 X 二 1.965 X 109PaAV( - 1,0 X 1O3)1-7 加热炉烟道入口处烟气的温度匕二90JC,烟气经烟道及其中 设置的换热器后，至烟道出口温度下降为- ；二，若烟气在； ；时 的密度P0二1.28k附肿，求烟道入口与烟道出口处烟气的密度。解:PoP入二P oP出二1 + at?1.28 Q二 0. 298kg/m3 11 + X 9002

2、7328 =0. 452kg/m31 + X 5002731-9 如图所示，液面上有一面积为1200m2的平板以0* 5叫s的速度做水平运动，平板下液面分两层，动力黏度和厚度分别为TH 二 0一 142Pa s,怕二 1一 0mm,寸 2 二 0. 235Pa w ,旳二 1一 4mm，求作用在平板上的内摩擦力。解:T =71 二 t2即duidu2dyi-V2.dy2u - uu - 0m 二 m hlh2解得：u = 0. 2311_ du u - uF 二打比一二 7 Adyb,0,5 - 0,23H=1 + 042 X 1200 X 10 * 4 X 二 4. 6N1.0 X 10 _

3、 31-12 如图所示，气缸直径 - Si,活塞直径 - |；| 7 1 ,高 H二15cm,质量m = 0. 97kg ,若活塞以匀速0 05时s在气缸内下降， 试求油的动力黏度为多少？0,97 X 10解:G mgt d 90 AA_ A A _ 15 X 10 J X 15. 95 X 3,14 -*129.06 XT dy16 - 15 96X1O-du0.05=0, 645 Pa s2-2已知单位质量流体所受的质量力为代-可卢axz试问在该质量力作用下流体能否平衡。解：J (S + fA + 3 = yf 辭 + 鲁 dy + 制=H设-二 abxyz3( - n)二 abyz =

4、fx - yzdx07当二门，时，存在该质量力作用下的流体平衡，其他则不存在。2-4 如图2-27所示，气柜1与气柜2内充满空气，若测压计A的读 数为.真空计C的读数为hlT，大气压为|，试问安装在 气柜1上而露在气柜2中的测压计读数是多少？解：P1 = PA + P0P2 - PO _ PCPB = Pl P2 =（PA + Po） -（P0 - Pc）78二 p已 +二 if + 2.1 二 2. 202atm7602-7 如图所示，一定面积为b X b = 200 X 200mm2的容器，质量 二%，装水深度九|，在质量为25kg的物体的托东西啊沿平面滑动，若容器与平面间的摩擦系数.：，

5、问欲保证在此情况 下容器内水不致溢出，则容器的高度 H至少是多少？解：建立如图所示的坐标系做等加速水平直线运动容器中流体自由面方程为：axS =容器最左侧翼二b/2处，召l二曇，液体最高，贝SH 鼻 h +假设，绳子上的拉力为T对容器和水，进行受力分析：T - p (mo + mjg = (mo * mja其中，T.-门-、对重物，进行受力分析：rnjg 一 T 二则咤直口 (m0 + mjg = (mo + mi + 叱)自可求得：叱呂 一 U (mo + mjga 二mg + mi +则Hrin h + Zsl 二 0 213m2-9 如图所示的倒装差压计，油的密度为|d二& 86, M二

6、5cm， 二.-，求.的值。解：Px = Pl + P ghiPy = P2 + P g(hi + h2 - h3)两式相减得：Px - Py = Pl - P2 - P g(h2 - h3)又IP1 = P2 + P gh2所以的直径为氏的两支竖直支管构成。转速计内装有液体，两竖直支管离 转轴的距离为R,当旋转角速度为3时，活塞比精致时下降了 h,试 证明：_ 0)2(R= - d?/8)h % + l(d1/d2)3解：建立如图所示的坐标系Ard 1管截面积,二:管截面积，-一沁H:容器旋转前后，氏管内液面上升高度匕I：考虑活塞重力时，I管和“管内液面高度差P gAHAi 二 Gpisto

7、nh:容器旋转前后，*管内液面下降高度hAi = 2HA2由压强差公式dp - p (f Xdx + fydy + fzdz) = p (frdr + f 6 4- f2dz) 其中，fr 二一(-u?r)二芥，二 0,传二一 gdp = p (f ndx + fydy + fzdz) = p ()2rdr - gdz)积分得:06边界条件1：旳管自由面处，rR，= H + AH，P = PO边界条件2:冷管活塞处，活塞上下受力平衡应用边界条件1,由Pol 2fidr可求得:肓-(H + AH)应用边界条件2+21dnpo201nhg+o-gHp2qln21d23A21do-AHg6JIg-CH212g6h丿-2g1+d?2尿2-14 如图所示，一个U型管自身轴旋转，两竖直管离转轴的距离分 别为舟和R2,两液面差为肛，若Ri二00弘,二O二0.06m,求旋转角速度3解：如图建立坐标系边界条件1 ：左管液面最高处，二&，二h*Ah，P二PLeft边界条件2:右管液面最高处，r二Ri，E二h，P二PR.ght 由于U型管在平稳旋转过程中，左右两边玉面最高处为等压面，即PLcft - PRight管内压强分布规律或等压面方程dp 二 p (fXdx + fyd