工程流体力学第四版孔珑作业答案详解

1、用心整理可以编辑！放心下载！第二章2己知某种物质的密度P二294g/cm3,试求它的相对密度do解：d二 p/pw二2.94 (g/cm3)/I (g/cm3)=2.942-2.己知某厂1号炉水平烟道中烟气组分的百分数为a (co2 )=13.5%,a(SO2)=0.3%, a(O2)=5.2%, a(N2)=76%, a(H2O)=5%o 试求烟气的密度。務一皿主T衣一2須祢堰浓汛 pg二)脳呼“，“0二2.%7切亠严二/知？勺*勿2 = 1.T创7勺 Hol二鸟人-二一-Pea© _士十久入* 卜么2三占76丈良1竝步'厶仪Z人0qo3_出2】z 0.0$L_ ±

2、;八丈ojb十0.- x O.0S23上题中烟气的实测温度t=170°C,实测静计压强Pe=1432Pa,当地大气压强Pa=10058Pao试求工作状态下烟气的密度和运动粘度。第724当压强增量为50000Pa时，某种液体的密度增长0.02%,试求该液体的体积模fiomm呗=卡和如异25绝对压强为3.923X10A5Pa的空气的等温体积模量和等爛体积模量各等于多少？2-6.充满石油的油槽内的压强为4.9033X10A5Pa,今由槽中排岀石汕40kg,使槽内压强降到9.8067X10A4Pa,设石汕的体积模量K = 1.32X10A9 Pa。试求汕槽的体积。箔理权隸注旦丿。- 5 -二

3、佥7 -/花亠、32乂歸人跋/歼皿馭一二与卅軒型楡仙体杈为曲詁生気虹益迪一幺二如"込十2-7.流量为50m3/h,温度为70°C的水流入热水锅炉，经加热后水温升到90C ,而水的体胀系数 V=0.000641/°C,问从锅炉中每小时流岀多少立方米的水?2-8.压缩机压缩空气，绝对压强从9.8067 X104Pa fb高到5.8840X 105Pa,温度从 20°C升高到78°C,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，则由£ =代才得出 P9-80；7xl°4 =1.16/5-8840xl°5=58

4、4S287x(273十 20)° - R' 287x(273+78)° 一 P' = "4 匕討66 =沁 p:5.841m in%fJl29动力粘度为2.9X10A-4Pa S,密度为678kg/m3的油，其运动粘度等于多少?解：V=u/ P =2.9 X 10A-4/678=4.28 X 10A-7m2 /s2-10.设空气在0°C时的运动粘度v 0=13.2X10-6m2/s,密度P 0二2.29kg/m3。试求在150°C时空气的动力粘度。命 狡心时 尿=咿 =)3LY曲加妝一乂/二_人27好加三丄7"区4 恥

5、 .沟 %、土土宝彳我场亠Q：_丄亠上二L%矩，二 in 门 l 门片川一HQLjL 心忽,2-11借恩氏粘度计测得石油的粘度为8.5OE,如石油的密度为P =850kg/m3,试求石油的动力粘度。叼护G -。、0期笔祁）二o眾丿解丄池5显ir?t逐滤呛 ，/由（/.- * 隅 矗油闕g力為敬 Uf" %網X/o-纹二02/8 2徉$ t如液TM力烽层妇心晁2-12.平板距离另一固定平板0.5mm,两板间充满液体，上板在每平方米上有2N的力作用下以0.25m/s的速度移动，试求该液体的粘度。可得“二£2二AU0.25=0.004Pas2-13.已知动力滑动轴承的轴直径d二0

6、.2m,转速n=2830r/min,轴承内径D二O.2O26m,宽度I二0.3m,润滑油的动力粘度二0.245Pas,试求克服摩擦阻力所消耗的功率。舉轴的转动角速度为”欝线速度为x知二罟P 二伽二 piA -w = “创 ”£工(厂一/)/2 2D_d 3600M3!url&OOQ-R)=0.245 x2830? x 3.14 订 0.2? x 0.31800x(0.2016-0.2)= 5QJkW244. 重500N的飞轮的回转半径为30cm,由于轴套间流体粘度的影响，当飞轮600r/min旋转时，它的角减速度为0.02rad/s2o己知轴套的长度为5cm,轴的直径为館：由

7、牛顿離性定律2cm以及他们之间的间隙为0.05mmo试求流体的粘度。2-15.直径为5.00cm的活塞在直径为5.01cm的缸体内运动。当润滑汕的温度由0°C升高到120°C时，求推动活塞所需的力减少的百分数。用图1-5中相对密度d二0.855的原油的粘度进行计算。7如诊談傑捲箴彎汐止扌缈嬢初 由即衣吋林0认就恥-亠 -， 0°0町乍二-oM炳身1J厂1胪2-16.内径为20mm的开口玻璃管插入温度为20°C的水中，己知水与玻璃的接触角（）二200。试求水在管中上升的高度。一_£jl旦缠力工魚艮伊电臥,淞巳吗泌_产 "缶马Ai_k心%

8、q /亠'丈皿列/理仝r22卅叽.用心整理可以编辑！放心下载！2-17.内径为8mm的开口玻璃管插入温度为20°C的水银中。已知水银与玻璃管的接触角约为140。，试求水银在管中下降的高度。第三章3-2.如图所示为一直煤气管，为求管中静止煤气的密度，在高度差H=20m的两个截 而装U形管测压计，内装水。已知管外空气的密度Pa=1.28kg/m3,测压计读数 hl=100mm, h2二115mm。与水相比，U形管中气柱的影响可以忽略。求管内煤气的密度。0 M 2-3SP1 =旨叭十PalPi = Pn*% + PaiPB=Pa2PaSHPp 二的十 Pa 1000 x F 1.2

9、8 = 0.53kg m3-3.如图所示，U形管压差计水银面高度差h二15cm。求充满水的A、B两容器内的 压强差。解：Pa -Ph.a =PbPha + 可+ Ph0?PA-PS= 1% - p砂 U = (13600-1000)x9.8x0.15 = 18522Pa3-4.如图所示，U形管压差计与容器A连接，己知hl二0. 25m, h2=l. 61m, h3=lm。求容器A中水的绝对压强和真空。第#用心整理可以编辑！放心下载！第13水占Pa = Pa Ph声也-%)+ Q砂&為一人)= 101325-13600x9.8x(1.61-l)+1000x9.8x(1.61-0.25)

10、= 33352.2PaA =几一耳=10132533352.2 = 67972.8 屁3-5.如图所示，在盛有油和水的圆柱形容器的盖上加载荷F二5788N,已hl=30cm, h2=50cm, d=0. 4m,油的密度 P oi=800kg/m3,水银的密度 P H萨 13600 kg/m3,求U形管中水银柱的高度差Ho解；Ji /A = = 46 082.8 尸"s0-2- X 71P“gH =妁 + pygh、+ 仇丸 nH"1 + Ph® 0勺A 也Pig S46082.8 + 1000 x 9X07x0.5 + 800x 9.807* 0.3 _13600

11、x9.807« 0.4/7/3-6.如图所示，两根盛有水银的U形测压管与盛有水的密封容器连接。若上面测压管的水银液而距自由液面深hl=60cm,水银柱高h2=25cm,下而测压管的水银柱高h3=30cm,P =13600 kg/m3,试求下面测压管水银面距自由液而的深度h4。3-7.如图所示，一封闭容器内盛有油和水，油层厚hl二30cm,油的密度P oi=800kg/m3, 盛有水银的U形测压管的液而距水而的深度h=50cm,水银柱的高度低于油而h=40cmo 试求油而上的计示压强。一 W图 2-40(第103- 8.如图所示，处于平衡状态的水压机，其大活塞上受力Fl=4905N,杠

12、杆柄上作用力 F2=147N,杠杆臂a=15cm, b=75cm0若小活塞直径dl=5cm,不计活塞的高度差及其质量, 计及摩擦力的校正系数H=0.9,求大活塞直径d2。曲00 0 也二心也如鏗命-3-22水作用在下图所示3/4圆柱而ABCD上，画出(a) (b) (c)种开口测压管位置 /l, N2, ,3情况的压力体及总压力垂直分力的作用方向。用心整理可以编辑！放心下载!第#IS 2 54用心整理可以编辑！ ！放心下载!3-26.如图所示为一扇形闸门，半径R二7.5m,挡着深度h=4. 8m的水，其圆心角a =43° ,旋转轴距渠底H=5. 8m,闸门的水平投影CB=a=2. 7

13、m,闸门宽度B二6. 4m,试求作用在闸 门上的总压力的大小和压力中心。第# 土 Tn 52”2札2*2金"二二25 也如. ® = g 坤一a冃_. 二 /咖 * $时丸仆4 乂 _(_2二3"-打_ 二Zk一z,二32网）亞=R她二 4 伽）:3-31.-钢筋混凝土沉箱，长6m,宽5m,高5m,底厚0. 5m,侧壁厚0. 3m,钢筋混凝土的密度P l=2400kgm-3,海水的密度P 2=1025kgm-3,沉箱在海而上漂浮是否稳定？Jhe亠"' 幻毬幻场魚空)y藩珈.如-一 七jg"? 7( wg 二 0i /旳£ xJ

14、S/JS±L._tzs以们二歹二茄¥_=6紅（阳）.r.厶丽丄送二威匚一一严，二用心整理可以编辑！ ！放心下载!第四章V =7 2 +7 J4- 2.已知平面流动的速度分布规律为2兀兀+沪 2开+»式中为常数。求流线方程并画出若干条流线。器二沁匸紘叙力氏殂内/站也厂丁攻內闵一也伙,、2卫°必砒 X/o召王龙級为级忙2二丄必.!-r-i " ,，- T熨2十勺2 =0<*4-3.已知两平行平板间的平面流动的速度为”亦"忆。式中k, u为常数。b 为两平板之间的距离。试给出速度分布图。v =-y3?4-4.已知流场的速度分布为3(1

15、)问属几维流动？(2)求(x, y,z)=(1,2,3)点的加速度。解：（1）属于二维流动，因为该流动的速度分布只与平而坐标X, Y有关。哝二鑒+ %誓+沟警十“響;二冏拧十迁必她十缈（人匕、八*必逸/殽生室後.知逢珀楚|泌*皆p.根推俗书知方罐進-&土掘=M -：】二八毀）；：_ a§妖茱辻怠. F十沟你卄1）卡暇询鸟申亠* l土俺眩 竝心気二vUk逼jC.无计吝匹.眩.:.（虽宰茎履念匸：一咗-狼2十播;e広'b 巴二 T%- WJ4-15如图所示为一文丘里管和压强计，试推导体积流量和压强计读数之间的关系式。4-20送风管道的截而积Al=lm2,体积流量qvl=1

16、08000 m3/h,静压pl=O. 267N/cm2,风温tl=28°Co管道经过一段路程以及弯管，大小节收缩段等管子件后，截面积A2=0. 64m2,静压 p2=0. 133N/cm2,风温 t2=24°Co 当地测得的大气压 pa=101325 Pa, 第19用心整理可以编辑！放心下载!求截而A2处的质量流量qm2,体积流量qv2以及两个截面上的平均流速v 1、v 2。舟九絲罐勿G为皿 血唧分一心辆 戯恥9皿'八；6右丸恋状:总力肄£朽 一|>/）二RL_2_h 卜3 V必-纟滋-2*押用?I 一悶沁令巧關.f-厶2。刃勺眩臣恥径 #从三严号技

17、_电4么幺一乂生品逸 弘亠三R九亠一3142*汗=3/衣沟人4-25.额定流量qm二35690 kg/s的过热蒸汽，压强p=981N/cm2,温度t二510°C,（对应的蒸汽比体积u =0. 03067m3/kg）,经273X23mm的主蒸汽管道铅垂向下，再经90。弯管转向水平方向流动。如不计能量损失，试求蒸汽作用给弯管的水平力。4-33.水泵叶轮的内径dl二20cm,外径d2=40cm,叶片宽度b二4cm,水在叶轮入口处沿径向流入，在出口处与径向成30o角的方向流出，质-量流量qm=81. 58 kg/s。试求水在叶轮入口与出口处的流速v 1与kg v因3 380勺金窈理卫'

18、; y為_二d冠卫 '第五章5-2.如图所示，用模型研究溢流堰的流动，采用长度比例尺k i =1/20. （1）己知原型 堰上水头h二3m,试求模型的堰上水头。（2）测得模型上的流量qvz =0. 19m3/s，试求 原型上的流量。（3）测得模型堰顶的计示压强pe = -1960Pa,试求原型堰顶的计示压 强。第8用心整理可以编辑！ ！放心下载!ffl 4-« 灌滝堆瞬：小、怠二l/zo .也比人=3九-<'、_ 人 jE:)hKc_ . 2-0=s龙住力玻旦>_1養冬 扭筈一 3二&准 _九=赵n片"血赵、札fern空一如级纟丐&

19、; _外亦5- 4.将一高层建筑物的几何相似模型放在开口风洞中吹风，风速为V二10m/s,测得 模型迎风而点1处的计示压强pl" =980Pa,背风面点2处的计示压强p2e二-49 Pa。第33试求建筑物在v =30m/s强风作用下对应点的计不压强。 r / 上_| p j_o_一夂、:.鮎d学二绘二扌_ 刃阿 紐拟口l逼亠工y皇鋼.型水库放空库水的时间。匕吐也L鉤只灶亠蛊: - 一 丈勺尢逐生袒扬血血轨 甘忌冻叙科举ki/ 二 Kl k -X-3 , _ _ _灿二/屉卓耳4 土-三帯二雄注'5-8.在管道内以v =20m/s的速度输送密度P =1. 86 kg/m3 ,运

20、动粘度v=1.3X10-5m2/s的天然气，为了预测沿管道的压强降，采用水模型试验。取长度比例尺ki=1/10 ,己知水的密度P =998 kg/m3,运动粘度u ' =1. 007X10m2/so为保证流动相 似，模型内水的流速应等于多少？己经测得模型每0.1m管长的压降Np' =1000Pa,天然气管道每米的压强降等于多少？塀孩艮育斜性幺私後0 ,更笊沐对涎M从，茶我数”拒与-心。=$&.Q 三厶 報电_厶_y乂&.= 0邛x辺亠乞$皿(Q由欧趁敬柏盛g乎.、年二务境A5-10.某飞机的机翼弦长b=1500nmi,在气压Pa=105Pa,气温t=10

21、6;C的大气中以v =180km/h的速度飞行，拟在风洞中用模型试验测定翼型阻力，采用长度比例尺k i =1/3。(a)如果用开口风洞，已知试验段的气压pa' =101325Pa,气温t =25°C,试验段的 风速应等于多少？这样的试验有什么问题？(b)如果用压力风洞，试验段的气压g 二IMPa,气温t"二30°C, u " =1.854X10-5Pas,试验段的风速应等于多少？ 瞬二*用出创足 J、b 蓟1/二帶丄二歸極二亠"气13。胡必°必一 ； . ：' '宀号轨.乙 總！ ；】:臥；小二辱血一一XT .

22、*_ 5-13.薄壁孔口出流的流速v与孔口直径d,孔口上水头H,流体密度P,动力粘度U, 表而张力。，重力加速度g有关的表达式。试导出孔口出流速度的表达式。也理古経首_*也現弓：运* HVf作为裟吉乞、亘从组氐1壬4巾云老日虽.竝本臺奴友云-右一童.星. 4 二广/ LL（lL）G-扭裁MiO金翌J&二im复刘亠住虽 扎启尊生生圣辭，-人M令扣f.（? 1 二 2l也b 3C） 旨理吝 童 尬亠亞 _： jwl3MT萨 j.i r 丄疋外JL応二k；）滋担瘫刊东£&陋汎汽2枚准则数、典，匝，応3卩出（监社血&?曲今讥杯瞪巴悶（缈）2第八章8-1.试确定下列各流

23、场中的速度是否满足不可压缩流体的连续性条件:仃）叫二上X，弓二（2）叫=就/+矽_尹2）,弓=就/+亍）（3）叫二上sint>y）,弓二_上=55（功 （4）V,=上血（妙,弓=-kyfx占卜片子了'勾程爲询佛肅览涂妝层倂为+普二0 .箸 + 骂=_kk CO 匚（- ；.；二 * 5',-:，.八十臂 二,12人+血+ k2彳_*0 I坏灼幼/ .土_營 =抹血（对+d脑丫：H 從（左號矗二S ： 厂 ： 一y “. / 十 霁 三旅页一一二_k总_X_.OU廣 蕤必 8-2.在不可压缩体的三维流动中，已知叫= '+b+x+y + 2和卩厂於+2西，试用连续方程

24、推导出的表达式。8-3.下列各流场中哪几个满足连续性条件？它们是有旋流动还是无旋流动?人=妃"厂0叫=加（+長）旳=kyl? +扩）（3）冬=/ + 2矽,弓=y2 +2心(4)匕=尹+乙弓=2 +兀 =片+尹弭出二如况如程济座点件为嘤才宅二0.I华壬足誥坊仓d.建纯一:冏件紅咚甞+欝才. 鶴二翼塗吕一 Ji=普为沁严亘妇1驶+ 帑亠 q匕g。一進0/- "±rt_=JO,二警 二0二"7 堂严站込斗辔一乩* / 帚需r样異糾 也上二_亠_j- 彎4零=2壮尊土2, ±2/ 0 - 5X8-5.确定下列各流场是否连续？是否有旋？ (1) 3 =

25、 0,匕=4 (2产二-切厂必=0(3) Vr = 2厂sin 8cos0,% = -2r sin2 90 l/r zQ (/日二仏； CVX；亠 BJg少亏十右二08-6.已知有旋流动的速度场为叫+和厂y +。求在点（2, 2, 2）处角速度的分量。隹_滋二U等-鑿讹过（竇-疇）尊三2,122 巧二 土（ Q _ 片）二-2二丄豐*L_筆-命蜜二L_勢U8-7.己知有旋流动的速度场为叫二十3"二乃十3“二“十別。试求旋转角速度，角 变形速度和涡线方程。争2麹拔傘芝废.必二扌（貉-藝2二土（八2?、匸.）_Jijj（薯二當 2 二 丸 3 -2）二 %,址 I （L 3 - 三一K丙堤右赴：渴提金級为丸翌力.试证不可压缩流体平面流动： = 2+=/-/-能满足连续方程，是一个有势流动，并求出速度势。鲜一烫二尊也 J r亠-、'鑿4彎H邛4 -些T = ° 二務盘隠彖连逢力程.尊m 2* 一二愛_a_ ：2%_ 二采=彳离驾紀M . _一 _山二金g Y上气血'±仙 .巧二贤 工.昭-f-Y：耳込土屮