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工程流体力学课后习题答案_袁恩熙_流体力学第三章作业

流体力学第三章作业

3.1一直流场的速度分布为：

U=(4x 2+2y+xy)i+(3x-y 3+z)j

(1) 求点（2,2,3）的加速度。 (2) 是几维流动？

(3) 是稳定流动还是非稳定流动？解：依题意可知，

V x =4x 2+2y+xy ,V y =3x-y 3+z ,V z =0

∴a x =

t V x

??+ v x X V x ??+v y Y V x ??+v z Z

V x ?? =0+(4x 2+2y+xy)(8x+y)+(3x-y 3+z)(2+x)

=32x 3+16xy+8x 2y+4x 2y+2y 2+x y 2+6x-2 y 3+2z+3 x 2-x y 3+xz 同理可求得，

a y =12 x 2+6y+3xy-9x y 2+3 y 5-3 y 2z a z =0

代入数据得， a x = 436,a y =60, a z =0

∴a=436i+60j

(2)z 轴方向无分量，所以该速度为二维流动

(3)速度，加速度都与时间变化无关，所以是稳定流动。

3.2 已知流场的速度分布为：

k z yj yi x 2223+-=μ

（1）求点（3，1，2）的加速度。

（2）是几维流动？

解：（1）由

z u z y

u y x

u x t

u x x x x x

a ????????+++=

z u z

u y

u x

u y y y y y u u u a ????????+++=

z u z y u y x u x t

u z z z z z u

a ????????+++=

得：0202

22+?+?+=x y x xy y x a x

0)3(300+-?-+=y a y

z z a z 420002

?+++=

把点（3,1,2）带入得加速度a （27,9,64）

（2）该流动为三维流动。

3-3 已知平面流动的速度分布规律为

()()

j y

x x

i y x y u 2

22222+Γ++Γ=ππ 解：()

()

22,2y

x x

u y

x y u y x +Γ=

+Γ=

ππ 流线微分方程：y

x u dy u dx = 代入得：

()()

222y x x dy

y x y dx +Γ=

+Γππ

C y x ydy xdx x

dy y dx =-?=-?=220

3.4 截面为300mm ×400mm 的矩形风道，风量为2700m 3／h ，求平均流速。如风道出口截面收缩为150mm ×400mm 求该截面的平均流速。解：因为v=q A /A

所以v 1=q A /A 1=2700/(300x400x10-6)=22500m/h=6.25m/s

V 2=q A /A 2=2700/(150x400x10-6)=45000m/h=12.5m/s

3.5 渐缩喷嘴进口直径为50mm ，出口直径为10mm 。若进口流速为3m/s ，求喷嘴出口流速为多少？

已知：mm d 501= mm d 102= s m v /31= 求：喷嘴出口流速2

解:s

m A A v A q v v /75105035

21122=???

???=== 3.6

解：已知

01.0=，由连续性方程，得，

q A v A v ==2

如右图所示，列出方程，得

6801.082805-=

--=

-V A x 则

3.7 异径分流三通管如图3.35所示，直径d 1=200mm ，d 2=150mm 。若三通管中各段水流的平均流速均为3m/s 。试确定总流量q v 及直径d 。

解：(1) V(A 1+ A 2)= q v

∴ q v =3m/s ?（

2.02

?π+

15.02

?π）≈0.147m 3/s

(2) q v =V A=4

d πV

∴d=

q v

π4≈0.25m

3.8 水流过一段转弯变径管，如图 3.36所示，已知小管径

mm d 2001=，截面压力KPa p 701=，大管直径mm d 4002=，压力KPa p 402=，流速s m v /12=

。两截面

中心高度差m z 1=，求管中流量及水流方向。

解：（1）由s m v v A q d v /216.014

4.024

222

=?=

=?ππ

（2）

s m v d d v A v A q v /421122

211=∴===

g v g

P g

v g

P z z 2221222211

ρρ 又

即水流的方向为从1到2，其过程中有能量的损失。

3.9 如图3.37所示，以一直立圆管直径mm d 101=，一端装有出口直径为mm d 52=的喷嘴，喷嘴中心距离圆管1-1截面高度H=3.6mm 。从喷嘴中排入大气的水流速度s m v /182=，不计流失损失，计算1-1处所需要的相对压力。

解：进口水流速度s m v d

d v /5.4185102

211=???? ??=???

? ??=

列1-1截面和2-2截面的能量方程

u g P z g u g P z a 222

222

111+

+=++ρρ 1-1处所需要的相对压力()

a a KP u u g P P P 1802.187216.3-212

21=-+

==ρρ相

3.10 如图3.38所示，水沿管线下流，若压力表的读数相同，求需要的小管径d ，不计损失。

解： g

v g P z g v g P z 222

222211

1++=++ρρ 又21P P =

则g

v z g v z 2222

2211+=+ 已知s m v v m z m z /3,3,0221====，代入上式得： s m v /24.8= 由连续性方程

22122??

??=??? ??d v D v ππ又D=0.2m

解得 d=0.121m

3.11 如图3.39所示，轴流风机的直径为d=2m ，水银柱测压计的读数为△h=20mm ，空气的密度为1.25kg ／m 3 试求气流的流速和流量。（不计损失）解：取玻璃管处为过流断面1-1，在吸入口前的一定距离，空气为受干扰处，取过流断面0-0，其空气压力为大气压Pa ，空气流速近似为0，v 0=0。取管轴线为基准线，且h w0-1=0,则列出0-0，1-1两个缓变流断面之间的能量方程为： 0+Pa/ρg+0=0=P 1/ρg+v 12/2g 而P 1=Pa-hmmHg ，所以v=()32.6525.1/322

4.1332022/21=??==-空hmmHg g P P g a ρq v =v 1x3.14d 2/4=6

5.32x3.14x22=205.1m 3/s

3.12

解：取1和2 两个过流断面，2为基准面，由伯努利能量方程得

g g

g V

z V

z 222

ρρ 则

210100010

38.700101000109772

?+??+=+??+

解得

=17.867m/s

取2和3两个过流断面，3为基准面，由伯努利能量方程得

g g

g V

z V

z 223

ρρ 则

210100010970102867.171010001038.732

3323?+??+=?+??+V

解得

=14.142m/s

设收缩段的直径应不超过d ，由连续性方程得，

132

222

???? ??=?

? ?

?d V d V ππ 则 d =133.45mm

3.13 气体由静压箱经过直径为10cm ，长度为100m 的管流到大气中，高差为40m ，如图3.41所示测压管内液体为水。压力损失为92v ρ/2。当（1）气体为与大气温度相同的空气时：（2）气体密度为ρ=0.8kg/m 3的煤气时，分别求管中流速、流量及管长一半处B 点的压力。

解：（1）P 1g +（a ρ-ρ）g(z 2-z 1)+22

1v ρ= P 2g +222v ρ+2

2v ρ

水ρgh+0+0=0+5v 22ρ

v 22=

.15012

.0807.91000???=19.614

v 2=4.43m/s q v = v 2A=4.43?π?(

1.0)2

=0.0384 m 3/s P 3g +0+223v ρ= P 2g +222v ρ+2922v ρ?

P 3g +222v ρ= 222v ρ+2

922v ρ?

P 3g =4

2v ρ=

?1.2?(4.43)2=52.92N/ m 2

(2) P 1g +（a ρ-ρ）g(z 2-z 1)+22

1v ρ= P 2g +222v ρ+2

2v ρ

水ρgh+(1.2-0.8)?9.807?40+

8.0?=1000?9.807?0.012+0.4?9.807?40+0=5?0.8?v 22

v 2=8.28m/s q v = v 2A=8.28?π?(

1.0)2

=0.065 m 3/s

P 3g +（a ρ-ρ）g(z 2-z 1)+223v ρ= P 2g +222v ρ+2

922v ρ?21

P 3g +0.4?9.807?20+0=4

?0.8?8.282

∴P 3g =44.9 N/ m 2

3.14 如图3.42所示，高层楼房煤气立管B 、C 两个供气点

各供应s m q v /02.03=煤气量。假设煤气的密度为

3/6.0m kg =ρ，管径为50mm ，压力损失AB 断为

2/321v ρ，BC 断为2/42

2v ρ，C 点要求保持余压为

300Pa ，求A 点U 型管中酒精液面高度差。（酒精的密度为0.806Kg/m 3、空气密度为1.2Kg/m 3）解：

()()212

12122

-++

--+w v g v a g p p z z g p ρρρρ

即2

322

260807.096.022A c v C v A v v p p c

A ρρρρ+++

??+ s m v d q c v

/2.102

05.002

.044≈=

??ππ

同理得

s m v A /4.20=

76.70560807.96.04.206.02.106.03002

5=??-?+??+==∴A p gh 酒ρ

h g p A 6.44807

.980676

.705==

∴?酒ρ

3.15 如图3.43所示的管路流动系统中，管径mm d 150=，出口喷嘴直径mm d 501=。求A 、B 、C 、D 各点的相对压力和通过管道的流量。

解：g

u g P z g u g P z g u g P z g P z D a C

B A A a 22202

423221++=++=++=++ρρρρ 知:01=z m z 72-= m z 23= m z 44= 代入上式得

s m u D /86.8= s m d

d u u u u D C B A /98.02

=???

??===

通过管道的流量：s m d u q D v /0174.023

1=??

? ??=π

a A a A A

g KP u g P P P 169.68272,=-=-=ρρ 同理 a B B g P u P 4872

2,-=-=ρ

a C C

g KP u g P 1.202

,-=--=ρ

ρ 0,=D g P

3.16 水箱下部开孔面积为0A ，箱中恒定高度为h ，水箱断面甚大，其中流速可以忽略，如图3.44所示，求由孔口流出的水断面与其位置x 的关系。

解：由能量守恒定律 22

mv mgh =

得()x h g v +=

连续性方程 A

()x h g +2=gh A 20

所以 x h h A A +=0

3.17如图所示，闸门关闭时的压力表的读数为49kPa ，闸门打开后，压力表的读数为0.98kPa ，有管进口到闸门的水头损失为1m ，求管中的平均流速。由伯努利方程得：49x103/ρg=0.98x103/ρg+u 2/2g+1

m u /74.8807.92110807.91098.010807.91049=????

??-??-??= 3.18

解：由连续性方程得

33222211222???

? ??=????

??=???? ??d V d V d V πππ

取0和1过流断面，列能量方程得

g g P

l V V 20022

221++=++

γ 取1与2过流断面，列能量方程得

g H V V 200202

+=++

已知P=19.6kPa, s m V

/4.21

=, L=0.4m

mm d 502

= m H 6.0= ,把数据代入上式

公式，解得，

=7.3m/s

=87.2mm

=8.065

=47.57mm

3.19 有一水箱，水由水平管道中流出，如图3.47所示。管道直径D=50mm ，管道上收缩出差压计中h=9.8Pa,?h=40kpa,d=25mm 。阻力损失不计，试求水箱中水面的高度H 。

解：取断面0和断面1，有

gH u 22

1= 112

124u U A A u ==

gH u 322

2= 断面2和断面1得

u g P z 22

++ρ = g u g P z 22

222++ρ 08.49800

.9400001521=-=-=

g P P H ρm m H 272.015

08.4==

3.20 救火水龙头带终端有收缩喷嘴，如图3.48所示。已知喷嘴进口

处的直径mm d 751=，长度mm l 600=，喷水量为

s L q v /10=，喷射高度为m H 15=，若喷嘴的阻力损失O mH h w 25.0=。空气阻力不计，求喷嘴进口的相对压力和出

口处的直径2d 。

解：由

s m v H g

v /2.172222==

得

又

1v v q d d v ππ=

得s m v /3.21= mm d 21.272=

又g h g

v g

p w z z ρρ+

+=+

222122210

221

v w v h gz p ρρρ-

=∴

()(

3.22.171000/156100.1565.06.098072

2m kN N p =?=+

+?=∴-?3.21 如图3.49所示，离心式水泵借一内径d=150mm 的吸水管以q v =60m 3/h 的流量从一敝口水槽中吸水，并将水送至压力水箱。假设装在水泵与水管接头上的真空计指示出现负压值为39997Pa 。水力损失不计，试求水泵的吸水高度Hs 。

解：由39997=s gH ρPa 得Hs=4.08m

3.22 高压管末端的喷嘴如图3.50所示，出口直径mm d 100=，管端直径mm D 400=，流量s

m q v /4.03=，喷嘴和管以法兰

盘连接，共用12个螺栓，不计水和喷嘴重量，求每个螺栓受力为多少? 解：由连续性方程

s m v d v D q v /4.022322

12=??

??=??? ??=ππ

得 s m v /512= s m v /17.31=

由g

v g P g v g P 222

22211+=+ρρ 把s m v /512= s m v /17.31=代入得 a MP P 043

.21= 动量方程 ()()v a q v v F A P P ρ12110-=--- 得 KN F 144=

单个螺栓受力 KN F

F 1212

0==

3.23 如图3.51所示，导叶将入射水束作180°的转弯，若最大的支撑力是F 0，试求最高水速。

解：取向右为正方向，因水流经过叶片时截面积不变，所以流速大小不变 -F 0=ρv 0A 0(-v 0-v 0)=-2ρv π(D 02/2) 即2

02D F

v πρ=

3.24

解：由题意得，取1与2 过流断面，列连续性方程得

222

22???

? ??=????

??d v d v ππ

列能量方程，得

z v

z 2222

其中

z z 2

设螺栓所需承受的力为F ，列动量方程，得

()v v q d p d p v F 122

222

1122-=???

??+???

??+-ρππ 已知

p 1

=300Pa, d 1=300mm , v 1=2m/s , d 2=100mm,把它们代入以上各式，解得

F=25.13Kn

3.25 水流经由一份差喷嘴排入大气中（p a =101kpa ）如图 3.53所示。导管面积分别为A 1=0.01m 2，A 2= A 3=0.005m 2,流量为q v2 = q v3 =150 m 3/h ，而入口压力为p 1=140kpa ，试求作用在截面1螺栓上的力。（不计损失）解：（当a KP P 1401=为绝对压力时）由连续性方程 s m A q q v v v /33.81231=+=

s m A q

v v v /33.82

232=== 由动量方程：

()x a v v v F A P P v q v gq v gq --=---1111322330cos 30cos ρρροο 得： KN F x 7.1=

（当a KP P 1401=为相对对压力时）由连续性方程 s m A q q v v v /33.81231=+=

s m A q

v v v /33.82

232=== 由动量方程：

x v v v F A P v q v gq v gq -=---1111322330cos 30cos ρρροο 得： KN F x 7.2=

3.26 如图3.54所示，一股射流以速度0v 水平射到倾斜光滑平板

上，体积流量为0qv 。求沿板面向两侧的分流流量1qv 与2

qv 的表达式，以及流体对板面的作用力。（忽略流体撞击损失和重力影响。）解：由题意得

210v v v q q q +=

0cos cos 000201=-+-=∑v q v q v q F v v v x ρθρθρ

()θcos 1210

-=∴qv v q (

)θc o s 1220+=qv v q ()θρθρθρsin sin sin 021v v v y y q q q F F F =+=-=∑-=∴

3.27 如图所示，平板向着射流一等速v 运动，推导出平板运动所需功率的表达式。解：v v v r

+=0

1v v v q q q =+下上

r r 1r cos cos 0x v v v F q v a q v a q v ρρρ∑=-+-=下上

()1

21cos qv v q a ∴=-下 ()121c o s qv v q a

=+上 ()()1

1cos cos 1cos cos v v q q r r v r a v a a v a q v F

ρρ

ρ+---=-

得：a v q F r

v 2

1sin ρ= 平板运动所需功率：

()a v v v q a v v q Fv P v r v 2

012

1sin sin +===ρρ

3.28 如图3.56所示的水射流，截面积为A ，以不变的流速v 0，水平切向冲击着以等速度v 在水平方向作直线运动的叶片。叶片的转角为θ。求运动的叶片受到水射流的作用力和功率。（忽略质量力和能量损失）

解：由题意知s m v v v r /250=-= 设叶片对水流的力分别为F x 和F y

()22

cos 2sin

2x x r r r r

F F v A v v v A θ

ρθρ∑=-=-=-

ρsin r r y y v A v F F ?==∑

运动的叶片受到水射流的作用力:

2222sin

1250sin

F F F Av A kN

ρ=∑+∑==

运动的叶片受到水射流的功率:

2sin

18750sin

x r

p F v vAv A kN

ρ∴===

3.29 如图3.57所示，水由水箱1经圆滑无阻力的孔口水平射出冲击到一平板上，平板封盖着另一水箱2的孔口，水箱1中水位高为1h ，水箱2中水位高为2h ，两孔口中心重合，而且221d d =，当1h 为已知时，求得高度2h 。解：左

21v A F v q v ρρ== 其中 12gh v =

右 22'A gh F ρ=

F F '= 即2

22121222??

??=??? ??d gh gh d ρπρπ

得 122

1h h =

3.30 如图3.58所示放置的喷水器，水从转动中心进入，经转壁两端的喷嘴喷出。喷嘴截面

22106.0cm A A ==。喷嘴1和喷嘴2到转动中心的臂长分别为mm l 2001=和

mm l 3002=。喷嘴的流量s L q q v v /6.021==。求喷水器的转速n 。（不计摩擦阻力、流动

能量损失和质量力）解：由连续性方程 s m A q v v v /10006

.010

6.0121=?=== 由动量矩方程

()()

221122112=+-+=wl wl q l v l v q M v v ρρ

解得： s rad w /62.384=

喷水器的转速n min /3675260r w

n ==π

3.31旋转式喷水器由三个均匀分布在水平平面上的旋转喷嘴组成（见图3.59），总供水量为q v ，喷嘴出口截面积为A ，旋臂长为R ，喷嘴出口速度方向与旋臂的夹角为θ。试求：（1）旋臂的旋转角速度ω；（2）如果使已经有ω角速度的旋臂停止，需要施加多大的外力矩。（不计摩擦阻力）

解：（1） A

q v v

??sin sin 33

A q v v v == ?ωsin 'AR

q R v v ==

（2）因为不计算摩擦

R Rv q v R q M v v v 2

sin 3'33?ρρρ==?=

3.32 水由一端流入对称叉管，如图3.60所示，叉管以主管中心线为轴转动，转速为ω，

叉管角度为a ，水流量为qv ，水的密度为ρ，进入主管时无转动量，叉管内径为d ，并且l d <<，求所需转动力矩。解：喷口的相对速度2

d q A q v v v r π==

牵引速度： a wl wR u sin ==

绝对速度切向分量：2

sin sin sin d

q a

a wl a v u v v

r a π

-=-=

所需转动力矩

?????

??-

==22

24sin 2sin 2d q wl a l q a l q M v v v πρρ

工程流体力学课后习题答案

工程流体力学（第二版）习题与解答

1 2 p p 2 1 V 第 1 章流体的力学性质 1-1 用压缩机压缩初始温度为 20℃的空气，绝对压力从 1 个标准大气压升高到 6 个标准大气压。试计算等温压缩、绝热压缩、以及压缩终温为 78℃这三种情况下，空气的体积减小率?V = (V 1 - V 2 )/V 1 各为多少？解：根据气体压缩过程方程： pV k = const ，有(V /V ) = ( p / p )1/ k ，所以 2 1 1 2 (V -V ) V ? p ?1/ k ? = 1 2 = 1 - 2 = 1 - 1 ? V V V p 1 1 ? 2 ? 等温过程 k =1，所以 ?V = 1 - p 1 / p 2 = 1 -1/ 6 =83.33% 绝热过程 k =1.4，所以 ? = 1 - ( p / p )1/1.4 = 1 - (1/ 6)1/1.4 =72.19% 压缩终温为 78℃时，利用理想气体状态方程可得 ? = 1 - V 2 = 1 - p 1T 2 = 1 - 1? 78 =80.03% V 1 p 2T 1 6 ? 20 1-2 图 1-12 所示为压力表校验器，器内充满体积压缩系数 β = 4.75 ?10-10 m 2/N 的油，用手轮旋进活塞达到设定压力。已知活塞直径 D =10mm ，活塞杆螺距 t =2mm ，在 1 标准大气压时的充油体积为 V 0=200cm 3。设活塞周边密封良好，问手轮转动多少转，才能达到 200 标准大气压的油压（1 标准大气压=101330Pa ）。解：根据体积压缩系数定义积分可得： β = - 1 d V → V = V exp[-β ( p - p )] p V d p p 因为 nt π D 2 4 = V 0 - V = V 0 ??1 - e x p - β p ( p - p 0 ) ?? 所以 n = 4 V ?1 - e - β ( p - p ) ? = 12.14 rpm π D 2t 0 ? ? 0.05mm 1kN 20° 图 1-12 习题 1-2 附图图 1-13 习题 1-3 附图 1-3 如图 1-13 所示，一个底边为200mm ? 200mm 、重量为 1kN 的滑块在 20°斜面的油膜上滑动，油膜厚度 0.05mm ，油的粘度μ= 7 ?10-2 Pa·s 。设油膜内速度为线性分布，试求滑块的平衡速度u T 。 V

流体力学课后习题第四章作业答案

第四章作业答案 4-3水在变直径竖管中流动，已知粗管直径 d 1=300mm ，流速v 1=6m/s 。两断面相距3m,为使两断面的压力表读值相同。试求细管直径（水头损失不计）。解： 221122122222 112222p v p v Z Z g 2g g 2g p v p v v 6 300 3 4.837m v 9.74m/s g 2g g 2g 2g 2g l h ρρρρ++=+++++=+++=+=?= 2 2 2211 21v d v d d 300235.5mm ==== 4—4变直径管段AB ，d A =0.2m,d B =0.4m ，高差△h=1.5m，测得p A =30kPa ，p B =40kPa ，B 点处断面平均流速v B =1.5m/s ，试判断水在管中的流动方向。解： 222 2222 0.43061.5()6m/s 0 4.900.229.8240 1.51.5 5.69m 29.819.6 B A A A B A A A B B B B d p H z m d g g g p H Z g g υυυρυρ==?==++=++==++=++= H B >H A , 水由B 流向A; 水头损失5.69-4.90=0.79m 4—5用水银压差计测量水管中的点流速u ，如读值 △h=60mm ，（1）求该点流速；（2）若管中流体是30.8/kg m ρ=的油，△h 不变，不计水头损失，则该点的流速是多少？解： (1) 3.85m/s u === (2) 4.34m/s u === 4—6 利用文丘里管的喉管处负压抽吸基坑中的积水，已经知道管道直径1100d mm =，喉管直径2 50d mm =，2h m =，能量损失忽略不计。试求管道中流量至少为多大，才能抽出基坑中的积水？解：由题意知，只有当12 12()()p p z z h g g ρρ+-+=时，刚好才能把水吸上来，由文丘里流量计原理有Q =，其中211 d k π=，代入数据，有12.7Q l s =。

工程流体力学课后习题答案1-3章

第1章绪论【1-1】500cm 3的某种液体，在天平上称得其质量为0.453kg ，试求其密度和相对密度。【解】液体的密度 3340.4530.90610 kg/m 510 m V ρ-= ==?? 相对密度 3 3 0.906100.9061.010w ρδρ?===? 【1-2】体积为5m 3的水，在温度不变的条件下，当压强从98000Pa 增加到 4.9×105Pa 时，体积减少1L 。求水的压缩系数和弹性系数。【解】由压缩系数公式 10-15 10.001 5.110 Pa 5(4.91098000) p dV V dP β-=-==???- 910 11 1.9610 Pa 5.110 p E β-= = =?? 【1-3】温度为20℃，流量为60m 3/h 的水流入加热器，如果水的体积膨胀系数βt =0.00055K -1，问加热到80℃后从加热器中流出时的体积流量变为多少？【解】根据膨胀系数 1t dV V dt β= 则 211 3600.00055(8020)6061.98 m /h t Q Q dt Q β=+=??-+= 【1-4】用200升汽油桶装相对密度0.70的汽油。罐装时液面上压强为98000Pa 。封闭后由于温度变化升高了20℃，此时汽油的蒸汽压力为17640Pa 。若汽油的膨胀系数为0.0006K -1，弹性系数为13.72×106Pa ，（1）试计算由于压力温度变化所增加的体积，（2）问灌装时汽油的体积最多不应超过桶体积的百分之多少？【解】（1）由1 β=-=P p dV Vdp E 可得，由于压力改变而减少的体积为 6 20017640 0.257L 13.7210??=-= ==?P p VdP V dV E

流体力学课后答案

1-2 一盛水封闭容器从空中自由下落，则器内水体质点所受单位质量力等于多少解：受到的质量力有两个，一个是重力，一个是惯性力。重力方向竖直向下，大小为mg ；惯性力方向和重力加速度方向相反为竖直向上，大小为mg ，其合力为0，受到的单位质量力为0 1-5 如图，在相距δ＝40mm 的两平行平板间充满动力粘度μ＝0.7Pa·s 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。假定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T 1和T 2作用，由dy du A T μ=可得 12U 1515T T T A A 0.70.06840.040.010.01U N h h μμδ? ?=+=+=??+= ?--?? （方向与u 相反） 1-9 某圆锥体绕竖直中心轴以角速度ω＝15rad/s 等速旋转，该锥体与固定的外锥体之间的间隙δ＝1mm ，其间充满动力粘度μ＝0.1Pa ·s 的润滑油，若锥体顶部直径d ＝0.6m ，锥体的高度H ＝0.5m ，求所需的旋转力矩M 。题1-9图解：取微元体，微元面积： θ ππcos 22dh r dl r dA ? =?= 切应力： θ πσωμμ τcos 2rdh r dA dy du dA dT ?=?=?= 微元阻力矩： dM=dT·r

阻力矩： 2-12 圆柱形容器的半径cm R 15=，高cm H 50=，盛水深cm h 30=，若容器以等角速度ω绕z 轴旋转，试求ω最大为多少时不致使水从容器中溢出。解：因旋转抛物体的体积等于同底同高圆柱体体积的一半，因此，当容器旋转使水上升到最高时，旋转抛物体自由液面的顶点距容器顶部 h’= 2(H-h)= 40cm 等角速度旋转直立容器中液体压强的分布规律为 0222p gz r p +??? ? ??-=ωρ 对于液面，p=p 0 , 则g r z 22 2ω=，可得出2 2r gz =ω 将z=h ’,r=R 代入上式得s R gh /671.1815.04 .08.92' 22 2=??== ω 2-13 装满油的圆柱形容器，直径cm D 80=，油的密度3 /801m kg =ρ，顶盖中心点装有真空表，表的读数为Pa 4900，试求：（1）容器静止时，作用于顶盖上总压力的大小和方向；（2）容器以等角速度1 20-=s ω旋转时，真空表的读数值不变，作用于顶盖上总压力的大小和方向。

流体力学课后习题答案

【2012年】《液压与气压传动》继海宋锦春高常识-第1-7章课后答案【最新经典版】 1.1 液体传动有哪两种形式？它们的主要区别是什么？答：用液体作为工作介质来进行能量传递的传动方式被称之为液体传动。按照其工作原理的不同，液体传动又可分为液压传动和液力传动，其中液压传动是利用在密封容器液体的压力能来传递动力的；而液力传动则的利用液体的动能来传递动力的。 1.2 液压传动系统由哪几部分组成？各组成部分的作用是什么？答：（1）动力装置：动力装置是指能将原动机的机械能转换成为液压能的装置，它是液压系统的动力源。（2）控制调节装置：其作用是用来控制和调节工作介质的流动方向、压力和流量，以保证执行元件和工作机构的工作要求。（3）执行装置：是将液压能转换为机械能的装置，其作用是在工作介质的推动下输出力和速度（或转矩和转速），输出一定的功率以驱动工作机构做功。（4）辅助装置：除以上装置外的其它元器件都被称为辅助装置，如油箱、过滤器、蓄能器、冷却器、管件、管接头以及各种信号转换器等。它们是一些对完成主运动起辅助作

用的元件，在系统中是必不可少的，对保证系统正常工作有着重要的作用。（5）工作介质：工作介质指传动液体，在液压系统常使用液压油液作为工作介质。 1.3 液压传动的主要优缺点是什么？答：优点：（1）与电动机相比，在同等体积下，液压装置能产生出更大的动力，也就是说，在同等功率下，液压装置的体积小、重量轻、结构紧凑，即：它具有大的功率密度或力密度，力密度在这里指工作压力。（2）液压传动容易做到对速度的无级调节，而且调速围大，并且对速度的调节还可以在工作过程中进行。（3）液压传动工作平稳，换向冲击小，便于实现频繁换向。（4）液压传动易于实现过载保护，能实现自润滑，使用寿命长。（5）液压传动易于实现自动化，可以很方便地对液体的流动方向、压力和流量进行调节和控制，并能很容易地和电气、电子控制或气压传动控制结合起来，实现复杂的运动和操作。（6）液压元件易于实现系列化、标准化和通用化，便于设计、制造和推广使用。答：缺点：（1）由于液压传动中的泄漏和液体的可压缩性使这种传动无法保证严格

流体力学课后习题答案

5.1题 5.3题解：按小孔出流计算出口流量为：则每水面下降的微段需要的时间为：故需要时间为： 5.4解：依据题意，为短管出流水力计算问题。可以先计算短流量，则灌水时间可求。 2 0.62 1.218/4d Q L s πμ==? =20.82 1.612/4 N N d Q L s πμ==? =0.756 1.512p H m γ = =2 30.62/4 d Q s πμ==? =40bldH dH dT Q = = 2.8 0.5 04080 6900.1939 dH T H s === ? Q =253280.0768V T s Q == =230.0768/m s π==

5.5解：水面最终保持平衡，即说明自流管的流量最终将与两台水泵的抽水量相同。 5.14设并联前的流量为 Q1，并联后左管的流量为Q2 ，则并联后的右管流量为1/2Q2。利用长管出流方程H=ALQ 平方有： 5.17解：总扬程包括抬水高度及水头损失， .... 流入吸出Q Q =A Q = 流入 161C R n == 221133889.80.0110.02580.2 ()4gn R λ???== =25023600d Q π?∴===流入 0.57H m ?=2222112222152()24H ALQ H ALQ AL Q ALQ ===+ = 22 1122520.794Q ALQ ALQ Q =?==2 2g f g l v H H h H d g λ =+=+22 40.07 1.42/0.254 Q v m s d ππ?===?221500 1.42200.02535.5620.2529.8g l v H H m d g λ ∴=+=+??=?98000.0735.56 443.50.55a a QH QH N kW N γγ η η ??=?===

工程流体力学(沈小雄版)课后习题答案

工程流体力学（沈小雄）课后习题答案第1章绪论【1-1】500cm 3的某种液体，在天平上称得其质量为0.453kg ，试求其密度和相对密度。【解】液体的密度 3340.4530.90610 kg/m 510 m V ρ-= ==?? 相对密度 3 3 0.906100.9061.010w ρδρ?===? 【1-2】体积为5m 3的水，在温度不变的条件下，当压强从98000Pa 增加到4.9×105Pa 时，体积减少1L 。求水的压缩系数和弹性系数。【解】由压缩系数公式 10-15 10.001 5.110 Pa 5(4.91098000)p dV V dP β-=- ==???- 910 1 1 1.9610 Pa 5.110 p E β-= = =?? 【1-3】温度为20℃，流量为60m 3/h 的水流入加热器，如果水的体积膨胀系数βt =0.00055K -1，问加热到80℃后从加热器中流出时的体积流量变为多少？【解】根据膨胀系数 1t dV V dt β= 则

211 3600.00055(8020)6061.98 m /h t Q Q dt Q β=+=??-+= 【1-4】用200升汽油桶装相对密度0.70的汽油。罐装时液面上压强为98000Pa 。封闭后由于温度变化升高了20℃，此时汽油的蒸汽压力为17640Pa 。若汽油的膨胀系数为0.0006K -1，弹性系数为13.72×106Pa ，（1）试计算由于压力温度变化所增加的体积，（2）问灌装时汽油的体积最多不应超过桶体积的百分之多少？【解】（1）由1β =- =P p dV Vdp E 可得，由于压力改变而减少的体积为 6 20017640 0.257L 13.7210??=-= ==?P p VdP V dV E 由于温度变化而增加的体积，可由 1β= t t dV V dT 得 0.000620020 2.40L β?===??=t t t V dV VdT （2）因为??t p V V ?，相比之下可以忽略由压力变化引起的体积改变，则由 200L β+=t V V dT 得 1198.8%200110.000620 β===++?t V dT 【1-5】图中表示浮在油面上的平板，其水平运动速度为u =1m/s ，δ=10mm ，油品的粘度μ=0.9807Pa ·s ，求作用在平板单位面积上的阻力。【解】根据牛顿内摩擦定律习题1-5图

工程流体力学习题及答案

工程流体力学习题及答案（1） 1 某种液体的比重为3，试求其比容。（答：3.3×10-4米3/公斤） 2 体积为5.26米3的某种油，质量为4480公斤，试求这种油的比重、密度与重度。（答：0.85；851公斤/米3；8348牛/米3） 3 若煤油的密度为0.8克/厘米3，试求按工程单位计算的煤油的重度、密度与比容。（答：800公斤力/米3；81.56公斤力·秒2/米4；1.25×10-3米3/公斤力） 4 试计算空气在温度t=4℃，绝对压力P=3.4大气压下的重度、密度与比容。 (答：42.4牛/米3；4.33公斤/米3；0.231米3/公斤） 5 试计算二氧化碳在温度为t=85℃，绝对压力P=7.1大气压下的重度、密度与比容。（答：104牛/米3；10.6公斤/米3；0.09厘米3/公斤） 6 空气在蓄热室内于定压下，温度自20℃增高为400℃，问空气的体积增加了多少倍？（答：1.3倍） 7 加热炉烟道入口烟气的温度900=t 入℃，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500=t 出℃，若烟气在0℃时的密度为28.10 =ρ公斤/米3，求烟道入口与出口处烟气的密度。（答：298.0=ρ人公斤/米3；452.0=ρ出公斤/米3） 8 试计算一氧化碳在表压力为0.3大气压、温度为8℃下的重度。（答：15.49牛/米3） 9 已知速度为抛物线分布，如图示 y=0，4，8，12，17厘米处的速度梯度。又若气体的绝对粘性系数为1013.25-?=μ牛·秒/米3，求以上各处气体的摩擦切应力。 9 题图 10 夹缝宽度为h ，其中所放的很薄的大平板以定速v 移动。若板上方流体的粘性系数为μ，

流体力学课后习题答案

【2012年】《液压与气压传动》姜继海宋锦春高常识-第1-7章课后答案【最新经典版】液体传动有哪两种形式？它们的主要区别是什么？答：用液体作为工作介质来进行能量传递的传动方式被称之为液体传动。按照其工作原理的不同，液体传动又可分为液压传动和液力传动，其中液压传动是利用在密封容器内液体的压力能来传递动力的；而液力传动则的利用液体的动能来传递动力的。液压传动系统由哪几部分组成？各组成部分的作用是什么？答：（1）动力装置：动力装置是指能将原动机的机械能转换成为液压能的装置，它是液压系统的动力源。（2）控制调节装置：其作用是用来控制和调节工作介质的流动方向、压力和流量，以保证执行元件和工作机构的工作要求。（3）执行装置：是将液压能转换为机械能的装置，其作用是在工作介质的推动下输出力和速度（或转矩和转速），输出一定的功率以驱动工作机构做功。（4）辅助装置：除以上装置外的其它元器件都被称为辅助装置，如油箱、过滤器、蓄能器、冷却器、管件、管接头以及各种信号转换器等。它们是一些对完成主运动起辅助作用的元件，在系统中是必不可少的，对保证系统正常工作有着重要的作用。（5）工作介质：工作介质指传动液体，在液压系统中通常使用液压油液作为工作介质。液压传动的主要优缺点是什么？答：优点：（1）与电动机相比，在同等体积下，液压装置能产生出更大的动力，也就是说，在同等功率下，液压装置的体积小、重量轻、结构紧凑，即：它具有大的功率密度或力密度，力密度在这里指工作压力。（2）液压传动容易做到对速度的无级调节，而且调速范围大，并且对速度的调节还可以在工作过程中进行。（3）液压传动工作平稳，换向冲击小，便于实现频繁换向。（4）液压传动易于实现过载保护，能实现自润滑，使用寿命长。（5）液压传动易于实现自动化，可以很方便地对液体的流动方向、压力和流量进行调节和控制，并能很容易地和电气、电子控制或气压传动控制结合起来，实现复杂的运动和操作。

工程流体力学习题答案

第三章流体静力学【3-2】图3-35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 的两个截面装U 形管测压计，内装水。已知管外空气的密度ρa =1.28kg/m3，测压计读数h 1=100mm ，h 2=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。图3-35 习题3-2示意图【解】 1air 1O H 1gas 2p gh p +=ρ 2air 2O H 2gas 2p gh p +=ρ 2gas gas 1gas p gH p +=ρ 2air air 1air p gH p +=ρ 2gas gas 1air 1O H 2 p gH p gh +=+ρρ gH gh p p air 2O H 1air 2gas 2ρρ-=- gH gh gH gh air 2O H gas 1O H 2 2 ρρρρ-+= H H h h gas air 2O H 1O H 2 2 ρρρρ=+- () 3air 21O H gas kg/m 53.028.120 115 .01.010002 =+-?=+-=ρρρH h h 【3-10】试按复式水银测压计（图3-43）的读数算出锅炉中水面上蒸汽的绝对压强p 。已知：H =3m ， h 1=1.4m ，h 2=2.5m ，h 3=1.2m ，h 4=2.3m ，水银的密度ρHg =13600kg/m 3。图3-43 习题3-10示意图

【解】 ()p h H g p +-=1O H 12ρ ()212Hg 1p h h g p +-=ρ ()232O H 32p h h g p +-=ρ ()a 34Hg 3p h h g p +-=ρ ()()212Hg 1O H 2 p h h g p h H g +-=+-ρρ ()()a 34Hg 232O H 2 p h h g p h h g +-=+-ρρ ()()a 3412Hg 321O H 2 p h h h h g p h h h H g +-+-=+-+-ρρ ()()()()() Pa 14.3663101013252.15.24.13807.910004.15.22.13.2807.913600a 321O H 1234Hg 2=+-+-??--+-??=+-+---+-=p h h h H g h h h h g p ρρ ()()()()()Pa 366300.683 1013252.15.24.1380665.910004.15.22.13.280665.913600a 321O H 1234Hg 2=+-+-??--+-??=+-+---+-=p h h h H g h h h h g p ρρ 【3-15】图3-48所示为一等加速向下运动的盛水容器，水深h =2m ，加速度a =4.9m/s 2。试确定：（1）容器底部的流体绝对静压强；（2）加速度为何值时容器底部所受压强为大气压强？（3）加速度为何值时容器底部的绝对静压强等于零？图3-48 习题3-15示意图【解】 0=x f ，0=y f ，g a f z -= 压强差公式 () z f y f x f p z y x d d d d ++=ρ ()()z g a z f y f x f p z y x d d d d d -=++=ρρ ()?? --=h p p z g a p a d d ρ ()()()()??? ? ??-=-=----=-g a gh a g h g a h g a p p a 10ρρρρ ??? ? ??-+=g a gh p p a 1ρ () a g h p p a -=-ρh p p g a a ρ-- = （1） ()()()Pa 111138.39.480665.921000101325=-??+=-+=a g h p p a ρ

流体力学习题解答

2．在现实生活中可视为牛顿流体的有水和空气等。 3．流体静压力和流体静压强都是压力的一种量度。它们的区别在于：前者是作用在某一面积上的总压力；而后者是作用在某一面积上的平均压强或某一点的压强。 4．均匀流过流断面上压强分布服从于水静力学规律。 5．和液体相比，固体存在着抗拉、抗压和抗切三方面的能力。 7．流体受压，体积缩小，密度增大的性质，称为流体的压缩性；流体受热，体积膨胀，密度减少的性质，称为流体的热胀性。 8．压缩系数β的倒数称为流体的弹性模量，以E 来表示 12．液体静压强分布规律只适用于静止、同种、连续液体。 13．静止非均质流体的水平面是等压面，等密面和等温面。 14．测压管是一根玻璃直管或U 形管，一端连接在需要测定的容器孔口上，另一端开口，直接和大气相通。 16．作用于曲面上的水静压力P 的铅直分力z P 等于其压力体内的水重。 17．通过描述物理量在空间的分布来研究流体运动的方法称为欧拉法。 18．流线不能相交（驻点处除外），也不能是折线，因为流场内任一固定点在同一瞬间只能有一个速度向量，流线只能是一条光滑的曲线或直线。 20．液体质点的运动是极不规则的，各部分流体相互剧烈掺混，这种流动状态称为紊流。 21．由紊流转变为层流的临界流速k v 小于由层流转变为紊流的临界流速k v '，其中k v '称为上临界速度，k v 称为下临界速度。 23．圆管层流的沿程阻力系数仅与雷诺数有关，且成反比，而和管壁粗糙无关。

25．紊流过渡区的阿里特苏里公式为25.0)Re 68 (11.0+=d k λ。 26．速度的大小、方向或分布发生变化而引起的能量损失，称为局部损失。 29．湿周是指过流断面上流体和固体壁面接触的周界。 31．串联管路总的综合阻力系数S 等于各管段的阻抗叠加。 32．并联管路总的综合阻力系数S 与各分支管综合阻力系数的关系为 3 2 1 1111s s s s + + = 。管嘴与孔口比较,如果水头H 和直径d 相同，其流速比 V 孔口/V 管嘴等于 82.097.0,流量比Q 孔口/Q 管嘴等于82 .060 .0。 33．不可压缩流体的空间三维的连续性微分方程是0=??+??+??z u y u x u z y x 。 34．1=M 即气流速度与当地音速相等，此时称气体处于临界状态。 36．气体自孔口、管路或条缝向外喷射所形成的流动，称为气体淹没射流。 37．有旋流动是指流体微团的旋转角速度在流场内不完全为零的流动。 38．几何相似是指流动空间几何相似。即形成此空间任意相应两线段夹角相同，任意相应线段长度保持一定的比例。 39．因次是指物理量的性质和类别。因次分析法就是通过对现象中物理量的因次以及因次之间相互联系的各种性质的分析来研究现象相似性的方法。他是一方程式的因次和谐性为基础的。二、判断题 3．静止液体自由表面的压强，一定是大气压。错 4．静止液体的自由表面是一个水平面，也是等压面。对 6．当相对压强为零时，称为绝对真空。错

流体力学课后答案

流体力学课后答案一、流体静力学实验 1、同一静止液体内的测压管水头线是根什么线？答：测压管水头指，即静水力学实验仪显示的测压管液面至基准面的垂直高度。测压管水头线指测压管液面的连线。从表1.1的实测数据或实验直接观察可知，同一静止液面的测压管水头线是一根水平线。 2、当时，试根据记录数据确定水箱的真空区域。答：以当时，第2次B点量测数据（表1.1）为例，此时，相应容器的真空区域包括以下3三部分：（1）过测压管2液面作一水平面，由等压面原理知，相对测压管2及水箱内的水体而言，该水平面为等压面，均为大气压强，故该平面以上由密封的水、气所占的空间区域，均为真空区域。（2）同理，过箱顶小杯的液面作一水平面，测压管4中该平面以上的水体亦为真空区域。（3）在测压管5中，自水面向下深度为的一段水注亦为真空区。这段高度与测压管2液面低于水箱液面的高度相等，亦与测压管4液面高于小水杯液面高度相等，均为。 3、若再备一根直尺，试采用另外最简便的方法测定。答：最简单的方法，是用直尺分别测量水箱内通大气情况下，管5油水界面至水面和油水界面至油面的垂直高度和，由式，从而求得。 4、如测压管太细，对测压管液面的读数将有何影响？答：设被测液体为水，测压管太细，测压管液面因毛细现象而升高，造成测量误差，毛细高度由下式计算式中，为表面张力系数；为液体的容重；为测压管的内径；为毛细升高。常温（）的水，或，。水与玻璃的浸润角很小，可认为。于是有一般说来，当玻璃测压管的内径大于10mm时，毛细影响可略而不计。另外，当水质不洁时，减小，毛细高度亦较净水小；当采用有机玻璃作测压管时，浸润角较大，其较普通玻璃管小。如果用同一根测压管测量液体相对压差值，则毛细现象无任何影响。因为测量高、低压强时均有毛细现象，但在计算压差时。相互抵消了。 5、过C点作一水平面，相对管1、2、5及水箱中液体而言，这个水平是不是等压面？哪一部分液体是同一等压面？答：不全是等压面，它仅相对管1、2及水箱中的液体而言，这个水平面才是等压面。因为只有全部具备下列5个条件的平面才是等压面：（1）重力液体；（2）静止；（3）连通；（4）连通介质为同一均质液体；（5）同一水平面而管5与水箱之间不符合条件（4），因此，相对管5和水箱中的液体而言，该水平面不是等压面。 ※6、用图1.1装置能演示变液位下的恒定流实验吗？答：关闭各通气阀，开启底阀，放水片刻，可看到有空气由C进入水箱。这时阀门的出流就是变液位下的恒定流。因为由观察可知，测压管1的液面始终与C点同高，表明作用于底阀上的总水头不变，故为恒定流动。这是由于液位的的降低与空气补充使箱体表面真空度的减小处于平衡状态。医学上的点滴注射就是此原理应用的一例，医学上称之为马利奥特容器的变液位下恒定流。 ※7、该仪器在加气增压后，水箱液面将下降而测压管液面将升高H，实验时，若以时的水箱液面作为测量基准，试分析加气增压后，实际压强（）与视在压强H的相对误差值。本仪器测压管内径为0.8cm,箱体内径为20cm。

工程流体力学课后作业答案-莫乃榕版本

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： ρρ= d ，0 γγ=c 3 0/830100083.0m kg d =?=?=ρρ 3 0/81348.9100083.0m N c =??=?=γγ 1-2解：3 36 /1260101026.1m kg =??=-ρ 3 /123488.91260m N g =?==ργ 1-3 解：2 69/106.191096.101.0m N E V V V V p p V V p p p ?=??=?-=?-=????-=ββ 1-4解： N m p V V p /105.2104101000295 6 --?=?=??-=β 2 99 /104.0105.211m N E p p ?=?= = -β 1-5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： ()l T V V T T 4.2202000006.00 =??=?=?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： 2 6400/1027.16108.9140004 .22004 .2m N E V V V V V V p p T T p T T ?=???+=?+?- =?+?- =?β 2）在保证液面压强增量0.18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： T V V T T ?=?β 体积压缩量为： ()()T V E p V V E p V T p T p p ?+?=?+?= ?β1 因此，温度升高和压强升高联合作用的结果，应满足： ()()? ??? ???- ?+=?-?+=p T p T E p T V V T V V 1110ββ ()()) (63.197108.9140001018.01200006.01200 1145 0l E p T V V p T =??? ? ?????-??+= ???? ? ??-?+= β () kg V m 34.1381063.19710007.03=???==-ρ 1-6解：石油的动力粘度：s pa .028.01.0100 28 =?=μ 石油的运动粘度：s m /1011.39 .01000028.025 -?=?==ρμ ν 1-7解：石油的运动粘度：s m St /1044.0100 40 25 -?===ν

工程流体力学课后习题答案章

211 3600.00055(8020)6061.98 m /h t Q Q dt Q β=+=??-+= 【1-4】用200升汽油桶装相对密度的汽油。罐装时液面上压强为98000Pa 。封闭后由于温度变化升高了20℃，此时汽油的蒸汽压力为17640Pa 。若汽油的膨胀系数为，弹性系数为×106Pa ，（1）试计算由于压力温度变化所增加的体积，（2）问灌装时汽油的体积最多不应超过桶体积的百分之多少【解】（1）由1 β=- =P p dV Vdp E 可得，由于压力改变而减少的体积为 6 20017640 0.257L 13.7210??=-= ==?P p VdP V dV E 由于温度变化而增加的体积，可由 1β= t t dV V dT 得 0.000620020 2.40L β?===??=t t t V dV VdT （2）因为??t p V V ，相比之下可以忽略由压力变化引起的体积改变，则由 200L β+=t V V dT 得 1198.8%200110.000620 β===++?t V dT 【1-5】图中表示浮在油面上的平板，习题1-5

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流体力学课后习题答案

第一章习题答案选择题（单选题） 1.1 按连续介质的概念，流体质点是指：（d ）（a ）流体的分子；（b ）流体内的固体颗粒；（c ）几何的点；（d ）几何尺寸同流动空间相比是极小量，又含有大量分子的微元体。 1.2 作用于流体的质量力包括：（c ）（a ）压力；（b ）摩擦阻力；（c ）重力；（d ）表面张力。 1.3 单位质量力的国际单位是：（d ）（a ）N ；（b ）Pa ；（c ）kg N /；（d ）2/s m 。 1.4 与牛顿内摩擦定律直接有关的因素是：（b ）（a ）剪应力和压强；（b ）剪应力和剪应变率；（c ）剪应力和剪应变；（d ）剪应力和流速。 1.5 水的动力黏度μ随温度的升高：（b ）（a ）增大；（b ）减小；（c ）不变；（d ）不定。 1.6 流体运动黏度ν的国际单位是：（a ）（a ）2/s m ；（b ）2/m N ；（c ）m kg /；（d ）2/m s N ?。 1.7 无黏性流体的特征是：（c ）（a ）黏度是常数；（b ）不可压缩；（c ）无黏性；（d ）符合RT p =ρ 。 1.8 当水的压强增加1个大气压时，水的密度增大约为：（a ）（a ）1/20000；（b ）1/10000；（c ）1/4000；（d ）1/2000。 1.9 水的密度为10003kg/m ，2L 水的质量和重量是多少？解： 10000.0022m V ρ==?=（kg ） 29.80719.614G mg ==?=（N ）答：2L 水的质量是2 kg ，重量是19.614N 。 1.10 体积为0.53m 的油料，重量为4410N ，试求该油料的密度是多少？解： 44109.807 899.3580.5 m G g V V ρ====（kg/m 3）

工程流体力学第二版习题答案

《工程流体力学》习题答案（杜广生主编）第一章习题 1. 解：依据相对密度的定义：13600 13.61000 f w d ρρ===。式中，w ρ 表示4摄氏度时水的密度。 2. 解：查表可知，标准状态下：2 31.976/CO kg m ρ=，2 32.927/SO kg m ρ=，2 31.429/O kg m ρ=， 2 31.251/N kg m ρ=，2 30.804/H O kg m ρ= ，因此烟气在标准状态下的密度为： 11223 1.9760.135 2.9270.003 1.4290.052 1.2510.760.8040.051.341/n n kg m ρραραρα=++=?+?+?+?+?=L 3. 解：（1）气体等温压缩时，气体的体积弹性模量等于作用在气体上的压强，因此，绝对压强为 4atm 的空气的等温体积模量： 34101325405.310T K Pa =?=? ；（2）气体等熵压缩时，其体积弹性模量等于等熵指数和压强的乘积，因此，绝对压强为4atm 的空气的等熵体积模量： 31.44101325567.410S K p Pa κ==??=? 式中，对于空气，其等熵指数为1.4。 4. 解：根据流体膨胀系数表达式可知： 30.0058502V dV V dT m α=??=??= 因此，膨胀水箱至少应有的体积为2立方米。 5. 解：由流体压缩系数计算公式可知： 392 5 11050.5110/(4.90.98)10 dV V k m N dp -?÷=-=-=?-? 6. 解：根据动力粘度计算关系式： 74678 4.2810 2.910Pa S μρν--==??=?? 7. 解：根据运动粘度计算公式：

流体力学-课后习题答案

第一章习题答案选择题（单选题） 1.1 按连续介质的概念，流体质点是指：（d ）（a ）流体的分子；（b ）流体内的固体颗粒；（c ）几何的点；（d ）几何尺寸同流动空间相比是极小量，又含有大量分子的微元体。 1.2 作用于流体的质量力包括：（c ）（a ）压力；（b ）摩擦阻力；（c ）重力；（d ）表面张力。 1.3 单位质量力的国际单位是：（d ）（a ）N ；（b ）Pa ；（c ）kg N /；（d ）2 /s m 。 1.4 与牛顿内摩擦定律直接有关的因素是：（b ）（a ）剪应力和压强；（b ）剪应力和剪应变率；（c ）剪应力和剪应变；（d ）剪应力和流速。 1.5 水的动力黏度μ随温度的升高：（b ）（a ）增大；（b ）减小；（c ）不变；（d ）不定。 1.6 流体运动黏度ν的国际单位是：（a ）（a ）2 /s m ；（b ）2 /m N ；（c ）m kg /；（d ）2 /m s N ?。 1.7 无黏性流体的特征是：（c ）（a ）黏度是常数；（b ）不可压缩；（c ）无黏性；（d ）符合RT p =ρ 。 1.8 当水的压强增加1个大气压时，水的密度增大约为：（a ）（a ）1/20000；（b ）1/10000；（c ）1/4000；（d ）1/2000。 1.9 水的密度为10003 kg/m ，2L 水的质量和重量

是多少？解： 10000.0022m V ρ==?=（kg ） 29.80719.614 G mg ==?=（N ）答：2L 水的质量是2 kg ，重量是19.614N 。 1.10 体积为0.53 m 的油料，重量为4410N ，试求该油料的密度是多少？解： 44109.807 899.3580.5 m G g V V ρ====（kg/m 3）答：该油料的密度是899.358 kg/m 3 。 1.11 某液体的动力黏度为0.005Pa s ?，其密度为8503 /kg m ，试求其运动黏度。解：6 0.005 5.88210850μνρ-===?（m 2/s ）答：其运动黏度为6 5.88210-? m 2 /s 。 1.12 有一底面积为60cm ×40cm 的平板，质量为 5Kg ，沿一与水平面成20°角的斜面下滑，平面与斜面之间的油层厚度为0.6mm ，若下滑速度0.84/m s ，求油的动力黏度μ。

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