流体力学三课后答案

1、第一章流体的基本概念1-1单位换算：1. 海水的密度 尸1028公斤/米3,以达因/厘米3,牛/米3为单位, 表示此海水的重度 Y值。解：pY =x=2/酉精在0C时的比重为0.807，其密度p为若干公斤/米3 ?若 干克/厘米3 ?其重度丫为若干达因/厘米3 ?若干牛/米3 ?比重二'酒精；?w解：酒精工比重 =0.807 1000kg/m3 = 807kg/m3 = 0.807g/cm3= 807kg/m3 9.8m/s2 二 7908N /m3 二 790.8dy/cm3l-2粘度的换算：1.石油在50C时的重度 y900达因/厘米3,动力粘度 尸58.86 x 10-4牛.秒/

2、米2。求此石油的运动粘性系数v解:=(58.86 10dy s104cm223980cm/s )/900dy/cm=64 10cm2/s = 6.4 10"6 m2 /s2. 某种液体的比重为1.046，动力粘性系数 尸1.85厘泊，其运 动粘性系数为若干斯？解： V = ; P =比重汽Pc 5-w二 0.017686cm2/s(斯)1.85 10 2 g / s cm31.046 1g/cm3. 求在1大气压下，35C时空气的动力粘性系数 卩及运动粘性系数V之值解：1- 2731 . C 273 ' T由附录 P25 俵 3得 =1.70 10-4g/scm（泊）；由 P

3、8 表 1-儁 C = 122 T=273 35（K）;.18.7 10-6N s/m2（帕秒） = 18.7 10-5（泊）;= 0.16868 10-4m2/s = 0.16868cm2/s（斯）1-3/相目距10毫米的两块相互平行的板子，水平放置，板间充满 20C的蓖麻油（动力粘度 尸9.72泊）。下板固定不动，上板以1.5米/ 秒的速度移动，问在油中的切应力 T是多少牛/米2?解：P-解:兀31 Xl-5某流体在圆筒形容器中当压强为2X 106牛/米2时，体积1-4 直径为150毫米的圆柱，固定不动。内径为151.24毫米的 圆筒，同心地套在圆柱之外。二者的长度均为 250毫米。柱面与

4、筒内 壁之间的空隙充以甘油。转动外筒，每分钟100转，测得转矩为9.091 牛米。假设空隙中甘油的速度按线性分布，也不考虑末端效应。计算 甘油的动力粘度w为995厘米3;当压强为I X I06牛/米2时，体积为1000厘米3。求此流体的体积压缩系数$之值解：1-6当压强增量为50000牛/米2时，某种液体的密度增长为0.02 %，求此种液体的弹性模量。解:1-7d-?dp d?50000N/m20.0002二 25 107N/m2石油充满油箱。指示箱内压强的压力表读数为49千牛/米2。油的密度为890公斤/米3。今由油箱排出石油40公斤，箱内的 压强降到9.8千牛/米2。设石油的弹性模量为1.

5、32 X 106千牛/米2。求油箱的容积。1-8 汽车轮胎中的空气温度原为 27C，绝对压强为解：P - pppXP.厂一X：一'P29.4牛/厘1-9一个容器的容积为34升，内装29C的空气，其绝对压强为784.5千牛/米2。容器中的空气重若干解:P =1-10某车间装有水银气压计与温度计，夏季读数的平均值分别为725毫米水银柱与32C ;冬季读数的平均数值分别为 765毫米水 银柱与-15 C,此车间的空气在夏季与在冬季的重度及密度各为若干？解:P = JRTd 巴RTi725mmHg288 (273 32)3= 0.1122kg/m33;1.100N/m32P2RE765mmHg

6、287 (273 (-15)3=0.1405kg/m;1.377N/m3第二章流体静力学2-1 在图示油罐中，自由面p0=pa=9.8N/cm2，油的重度 yn =7350N/m3, h=8m。求探视孔中心处B点的相对压强。題2-3附图2-2 图示密闭盛水容器，h=1.5m, Pa=9.8N/cm2, h =1.2m，问容器内液面压强P0为多少?解:2-3 容器内装有气体，旁边的一个 U形测压管内盛清水，如图 所示。现测得hv=0.3米，问容器中气体的相对压强p为多少？它的 真空度为多少？解:+9二=-12-4 在盛水容器M的旁边装有一支U 量得有关数值，如图所示。问容器中心 各位多少？形测压

7、管，内盛水银，并M处的绝对压强、相对压强2-5内装空气的容器与两根水银U形测压管相通,水银的重度题24附图P1P2r±b解：形测压管（敞口）中的水银面高差为Y=0.133N/m3，今量得下面hi=30厘米，如图所示。问上面的U形测压管（闭口）中的水银面高差 h2为若干？（气体重度的影响可以忽略不计）。解：Y=4.9 牛/ 米 3。煤气的重度2-6如图所示，在某栋建筑物的第一层楼处，测得煤气管中煤气 的相对压强p为100毫米水柱高，已知第八层楼比第一层楼高 H=32 米。问在第八层楼处煤气管中，煤气的相对压强为若干 ？空气及煤 气的密度可以假定不随高度而变化，解：-12-7 用杯式微压

8、计确定容器K中气体的真空度（以毫米水柱高 表示之）。该压力计中盛以油（Yi = 9016牛/米3）及水两种液体，已知 杯的内径D=40毫米，管的内径d=4毫米，h=200毫米，参阅附图。翹2-7附图题S-8附图解：做两杯中液面高度差的中线（图中红线），距两液面的距离 均为Ah右杯中缺少部分的体积应等于 U形管中水位高差一半的体积（两绿线部分h 则有h42D2 2设右杯液面与U形管左侧液面高差为X,研究蓝色线U形管两侧压 强，则有：2Pa oii(x h) = Pkoil (x 2 h) wh ； 1 N/m -O.IOZmmO ;2P厂 Pa Pk = hCwoil) + 2Y°2h

9、1 mmH2。=9.8N/m= 200mm(9800-9016)N/m3 2 9016N/m3 1mm 174.832Pa = 174.832 0.102 = 17.833mmH2O2-8如图所示，试由多管压力计中水银面高度的读数确定压力水箱中A点的相对压强。(所有读数均自地面算起，其单位为米)。解：Pd = Paw(2.5 - 0.9)= Pc y (20 - 0.9)；而 Pb = Pc + y(2.0 0.7) = Pa + y (18-0.7)PAPa皿(1.8-0.7)- w(2.0-0.7)- w (2.5 - 0.9) m (2.0 - 0.9)Pa = m(2.2)- w(2.

10、9) =133280N/m3 2.2m- 9800N/m3 2.9m二 264796Pa 二 27.01mH2O2-9 压力筒内，需引入多大的压强P1，方能在拉杆方向上产生一 个力P为7840牛。活塞在圆筒中以及拉杆在油封槽中的摩擦力等于 活塞上总压力P的10%。已知：压强P2=9.8牛/厘米2, D=100毫米,6 / 9d=30毫米解:1X =02 2W d)_10%P二7840N2118.72N / cm2-10 如图所示的圆锥形盛水容器，已知：D=1米，d=0.5米,h=2米。如在盖B上加重物G =2.94千牛，容器底部所受的总压力为 若干？d流体只传递压强而不直接传递力!2-11水压

11、机底部的总压活为上要求的作用力424G=429.千牛kN 已知：杠7： D解：瓶底部D处的压强为pD» Wh=£w 2.0m = 34.573kN/m2杆柄上的作用力F=147牛；杠杆臂b=75厘米；a =15厘米。若小活 塞直径为d,问大活塞的直径D应为d的若干倍？ 活塞的高差、重 量及其所受的摩擦力均可忽略不计。DG _ ND2 二d2题2-12 附閨解:而 N a 二 F (a b)D = 2.36d2-12 水池的侧壁上，装有一根直径d=0.6米的圆管，圆管内口切成a =45的倾角，并在这切口上装了一块可以绕上端铰链旋转的盖板，h=2米，如果不计盖板自重以及盖板与铰

12、链间的摩擦力，问升起 盖板的力T为若干c?f椭圆形面积的4解：d06d dr =叽 a = *W()二ab =9800()1175 .5868 N-J-J-二 7837 .2455 N22V22P2 = hcA 二 W(h)：ab= 9800 (2)二二 a3bZd=Z +cZcA1X2 cos 4504=_d_1 d- 2x 0 5ab %2 cos 45=0.424264J-J:一2=0.424264 宀一 =0.424264 0.106066 二 0.53033md 2、24.2Zc=_d_ =0.424264、20.6RZd P2Zc 二 11755868 0.53033 7837.2

13、455 0.424264 二 6580.850 N2-13 矩形闸门长1.5米，宽2米（垂直于图面），A端为铰链，B端连在一条倾斜角a =45的铁链上，用以开启此闸门。量得库内水深,并标在图上。今欲沿铁链方向用力T拉起此闸门，若不计摩擦与闸门 自重，问所需力T为若干？（解法同12题）。解:Ab15P1 'hc-;'W() AB 2=9800 () 1.5 2 = 22050 NP2 = ；hcA =%(h)AB 2 =9800(3) 1.5 2 =88200 N1.53 2ZdZcAZcAB二 0.75121 55 1.5 22= 0.750.25 = 1.0mP1 ZD' P2ZC220501AB cos 4588200°7