工程流体力学课后练习题答案

工程流体力学课后练习题答案工程流体力学练习题第一章1-1解：设：柴油的密度为ρ，重度为γ；40C水的密度为ρ0，重度为γ0。则在同一地点的相对密度和比重为：0ρρ=d，0γγ=c30/830100083.0mkgd=?=?=ρρ30/81348.9100083.0mNc=??=?=γγ1-2解：336/1260101026.1mkg=??=-ρ3/123488.91260mNg=?==ργ1-3解：269/106.191096.101.0mNEVVVVppVVppp?=??=?-=?-=????-=ββ1-4解：NmpVVp/105.21041010002956--?=?=??-=β299/104.0105.211mNEpp?=?==-β1-5解：1）求体积膨涨量和桶内压强受温度增加的影响，200升汽油的体积膨涨量为：()lTVVTT4.2202000006.00=??=?=?β由于容器封闭，体积不变，从而因体积膨涨量使容器内压强升高，体积压缩量等于体积膨涨量。故：26400/1027.16108.9140004.22004.2mNEVVVVVVppTTpTT?=???+=?+?-=?+?-=?β2）在保证液面压强增量个大气压下，求桶内最大能装的汽油质量。设装的汽油体积为V，那么：体积膨涨量为：TVVTT?=?β体积压缩量为：()()TVEpVVEpVTpTpp?+?=?+?=?β1因此，温度升高和压强升高联合作用的结果，应满足：()()?????-?+=?-?+=pTpTEpTVVTVV1110ββ()())(63.197108.9140001018.01200006.0120011450lEpTVVpT=?????????-??+=???????-?+=β()kgVm34.1381063.19710007.03=???==-ρ1-6解：石油的动力粘度：spa.028.01.010028=?=μ石油的运动粘度：sm/1011.39.01000028.025-?=?==ρμν1-7解：石油的运动粘度：smSt/1044.01004025-?===ν石油的动力粘度：spa.0356.0104100089.05=???==-ρνμ1-8解：2/1147001.01147.1mNu=?==δμτ1-9解：()()2/5.1621196.012.0215.0065.021mNdDuu=-?=-==μδμτNLdF54.85.16214.01196.014.3=???=???=τπ第二章2-4解：设：测压管中空气的压强为p2，水银的密度为1ρ，水的密度为2ρ。在水银面建立等压面1-1，在测压管与容器连接处建立等压面2-2。根据等压面理论，有21pghpa+=ρ（1）gzpzHgp2221)(ρρ+=++（2）由式（1）解出p2后代入（2），整理得：gzghpzHgpa2121)(ρρρ+-=++)(559.08.91360018.91000105.1745.08.9136004121水银柱mmggHppha=???-?-??=--=ρρ2-5解：设：水银的密度为1ρ，水的密度为2ρ，油的密度为3ρ；4.0=h，6.11=h，3.02=h，5.03=h。根据等压面理论，在等压面1-1上有：()Pahhhgpghppghhhhgpaa55321231031321201039.15.03.06.18.91000100013.15.08.913600)()(?=++??-?+??=++-+=+=+++ρρρρ在等压面2-2上有：()mhhHpgHghghp5.18004.06.110003212032120=-?=-=++=+ρρρρρρ2-6解：设：甘油的密度为1ρ，油的密度为2ρ，4.0=h。根据等压面理论，在等压面1-1上有：mhhHphghHgp26.17007.012604.0)(210120=?+=?+=+?=-+ρρρρ2-7解：设：水银的密度为1ρ，油的密度为2ρ。根据等压面理论，当进气关1通气时，在等压面1-1上有：011120phggHp+?=+ρρ（1）当进气关2通气时，在等压面1-1上有：021220phggHp'+?=+'ρρ（2）式（1）-式（2），得：()()()()ahhgHHhhgghhgHHg2112121122211212?-?=-?-?==?-?=-ρρργρρ2122212212hhahhgghgH?-??=?=?=γρρρ2-8解：设：水银的密度为1ρ，热水的密度为2ρ，锅炉内蒸汽压强为1p，大气压强为0p。根据等压面理论，在等压面1-1上有：0211pghp+=ρ（1）在等压面2-2上有：012221pgzgzp+=+ρρ（2）将式（1）代入（2），得：01222210pgzgzghp+=++ρρρ221211ρρhzzh=-=2-9解：设：水银的密度为1ρ，水的密度为2ρ。根据等压面理论，在等压面1-1上有：()1212-++=++hZgpghgZpABAAρρρ()()()PaghhgghgZhZgppAABA512122107154.05.08.91360015.08.9100011?-=??--??=--=---+=-ρρρρρ2-10解：设：水银的密度为1ρ，油的密度为2ρ。根据题意，有：22pgZpAA+=ρ（1）()32phZgpAB+?+=ρ（2）根据等压面理论，在等压面1-1上有：312phgp+?=ρ（3）将式（3）代入（1），得：312phggZpAA+?+=ρρ（4）将（4）-（2），得：()()PahgppBA98125.08.9920100021=??-=?-=-ρρ2-11解：设：水的密度为1ρ，油的密度为2ρ。根据题意，有：()21phZgpBA+?+=ρ221phggZpBB+?+=ρρ()()PahgppBA98125.08.9920100021=??-=?-=-ρρ2-12解：设：手轮的转数为n，则油被压缩的体积为：ntdV24π-=?根据压缩性，有：68.222.0141075.43001025044210522=??????=?=??=??-=-ππβπβtdpVnpVntdpVVPP2-13解：设：水银的密度为1ρ，水的密度为2ρ。根据等压面理论，在等压面1-1上有：gzpghppghgzp201012ρρρρ-+=?+=+当测压管下移z?时，根据压缩性，在等压面1-1上有：()()()zhgzgghgpzzggzpghgpzzgphphgzzgp?+=?+=-?++-+=-?++='+'=?++12121102201102012ρρρρρρρρρρρρρ2-14解：建立坐标如图所示，根据匀加速直线运动容器中相对静止液体的等压面方程，有：caxgz=--ρ设x=0时，自由界面的Z坐标为Z1，则自由界面方程为：xgazz-=1设x=L时，自由界面的Z坐标为Z2，即：()2212112/633.13.005.08.9smLghLzzgaLgazzLgazz=?==-=?=-?-=2-15解：根据题意，容器在Z方向作匀加速运动。建立坐标如图所示，根据匀加速直线运动容器中相对静止液体的压强方程，有：cZapdzadpzz+=?=ρρ当Z=0时，p=p0。则0pZapz+=ρ1）容器以6m/s2匀加速向上运动时，8.1568.9=+=za，则：Pap11580010118.1510005=?+??=2）容器以6m/s2匀加速向下运动时，8.368.9=-=za，则：Pap10380010118.310005=?+??=3）容器匀加速自由下落时，0.08.98.9=-=z