流体力学答案

1、尉内第一章习题简答ls为防I上水温升高时，体积膨胀将水管胀裂，通常在水暧系统顶部设有膨胀水箱，若系统内水的总体积为10ms加温前后温差为5CTC ,在其温度范用内水的体积膨胀系数a v=0.0005/°Co求膨眼水箱的晶小容和匕山据题意，a、二O.OOO5/°C, V=10m5, dT=5O°C 故膨胀水箱的最小容积clV = avVclT= O.OOO5 x!0x50= 0.25/n3IT压缩机压缩空气，绝对压强从9 - 8067X1O4 Pa升髙到5.8840xl05 Pa,温度从20C升高到78。(2,问空气体积减少了多少?解：将空气近似作为理想气体来研究，

2、则由=尺卩得出PPp =RT9.8067 X1O4 、刁 z v一 =A 66kg/ms287x(273 + 20)P. 5.8840x10!O =亠_一=5 841 匕/沪RT, 287x(273 + 78)m m匕二1.166 = 80%V,_wA5.841P15如图，在相距6=+0mm的两平行平板间充满动力粘度卩=0.7Pas的液体，液体中有一 长为a=60mm的薄平板以u=15m/s的速度水平向右移动。假左平板运动引起液体流 动的速度分 布是线性分布。当h=10mm时，求薄平板单位宽度上受到的阻力。解：平板受到上下两侧黏滞切力匚和1作用'由T = /A可得 yT = T +=

3、/A+ /A 一 = 0.7 x 0.06 x= 847V （方向与5 _h h10.04-0.010.01；u相反）16两平行平板相距0.5mm,英间充满流体，下板固立，上板在2 N/nP的力作用下以O.25m/s匀速移动，求该流体的动力黏度卩。解：由于两平板间相距很小，且上平板移动速度不大，则可认为平板间每层流体的速度分 布是直线分布'则T二/zA二/zA，得流体的动力黏度为cly aTTb “0.5x 10心片 in_4oA 丄 A u0.25b17温度为20弋的空气，在直径为2.5cm的管中流动，距管壁上1mm处的空气速度为3cm/sc求作用于单位长度管壁上的黏滞切力为多少？解

4、：温度为20叱 的空气的黏度为1S.5X10-6 Pa-s如图建立坐标系，且设“二©P+c 由题意可得方程组0 = 6/0.0 1 252+c<0.03 = 67(0.0125-0.00 l)2+c解得 a -1250, uO.195 贝 lj u=-l250)+0.193则 AJ(-1250r±0.195)= 25()()ydycly4*/.T=JLIA = 18.3xlOAxAxO.O25xlx(-25OO xO.0125) = -4.48xlOTa dy(与课本后的答案不一样。1S如图,有一底而积为o.smxo.2m的平板在油面上作水平运动，已知运动速度为lin

5、/s,平板 与固立边界的距离6=1 Omm,油的动力粘度卩=1.15Pa-s,由平板所带动的油的速度成直线分布， 试求平板所受的阻力。z3=t题1-S图解：”吩诃討m0&0.2x击十4N19某圆锥体绕竖直中心轴以角速度3 =15rad/s等速旋转，该锥体与固泄的外锥体之间的间 隙6 淇间充满动力粘度卩=0.1Pa.s的润滑油，若锥体顶部直径d=O.6m,锥体的髙度 H=O.5m,求所需的旋转力矩题1-9图解：取微元体，微元而积：(JA = 2 岔山=2 兀 r CQS0切应力：微元阻力矩：阻力矩:dM=dT-r4*M = J dM = J rclT = j rrclAf厂r2疔dh辛)cos。I /c2 龙r'dh(r = tgO h)5cos& JH 2八壻OWdh6 cos&am