工程流体力学第四版孔珑作业答案详细讲解.docx
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工程流体力学第四版孔珑作业答案详细讲解
第二章
2-1.已知某种物质的密度p二cm3,试求它的相对密度d。
解:
d=p/pw=(g/cm3)/1(g/cm3)=
2-2.已知某厂1号炉水平烟道中烟气组分的百分数为a(co2)=%,a(S02)=%a(02)=%a(N2)=76%a(H2O)=5%试求烟气的密度。
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2-3.上题中烟气的实测温度t=170C,实测静计压强Pe=1432Pa当地大气压强
Pa=10058Pa试求工作状态下烟气的密度和运动粘度
2-4.当压强增量为50000Pa时,某种液体的密度增长%,试求该液体的体积模量
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2-5.绝对压强为x10A5Pa的空气的等温体积模量和等熵体积模量各等于多少
2-6.充满石油的油槽内的压强为x10A5Pa今由槽中排出石油40kg,使槽内压强降到X
10八4Pa,设石油的体积模量K=x10八9Pa。
试求油槽的体积。
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2-7.流量为50m3/h,温度为70C的水流入热水锅炉,经加热后水温升到90C,而水
的体胀系数aV=C,问从锅炉中每小时流出多少立方米的水
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2-8.压缩机压缩空气,绝对压强从x104Pa升高到x105Pa,温度从20C升高到78C,
问空气体积减少了多少
解:
将空代近似作为理想气体来研究,则山£=人丁得岀P
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2-9.动力粘度为x10A-4Pa-S,密度为678kg/m3的油,其运动粘度等于多少
解:
V=u/p=x10A-4/678=x10A-7m2/s
2-10.设空气在0C时的运动粘度v0=x10-6m2/s,密度p0二m3。
试求在150C时空气的
动力粘度。
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2-11.借恩氏粘度计测得石油的粘度为,如石油的密度为p=850kg/m3,试求石油的动力粘度。
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2-12.一平板距离另一固定平板,两板间充满液体,上板在每平方米上有2N的力作用下
以s的速度移动,试求该液体的粘度。
可得"器S器“嘶"
2-13.已知动力滑动轴承的轴直径d二,转速n=2830r/min,轴承内径D二,宽度匸,润
2-14.一重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s2。
已知轴套的长度为5cm,轴的直径为2cm以及
匹!
由牛顿鼬性定偉
2-15.直径为的活塞在直径为的缸体内运动。
当润滑油的温度由0C升高到120C时,
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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二的原油的粘度进行计算
2-16.内径为10mm的开口玻璃管插入温度为20C的水中,已知水与玻璃的接触角B
=100。
试求水在管中上升的高度
2-17.内径为8mm的开口玻璃管插入温度为20C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
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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
面装U形管测压计,内装水。
已知管外空气的密度pa=m3测压计读数h1=100mm.
PL肥+务肩H
卫科二珀+a啟
孤=—Pr.o■+Pa-lOOOx—h128=O.53kgm
3-3.如图所示,U形管压差计水银面高度差h=15cm。
求充满水的A、B两容器内的压强差。
Pa-他叽=pB-角也+內HP逊餉
耳-Ps=(皿-內应滋=(13600-100C>9.8x0.15=18522^a
3-4.如图所示,U形管压差计与容器A连接,已知h1=,h2=,h3=1m。
求容器A中水的绝对压强和真空。
Pa=P■-P逝哉「%)"S偽_兔)
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Sx(1.6t-li+1000x?
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72.8^
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=5788N,已
h1=30cm,h2=50cm,d二油的密度poi=800kg/m3,水银的密度pHg=13600kg/m3,求U形
管中水银柱的高度差H。
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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
的水银液面距自由液面深h1=60cm水银柱高h2=25cm,下面测压管的水银柱高
h3=30cm,p=13600kg/m3,试求下面测压管水银面距自由液面的深度h4
3-7.如图所示,一封闭容器内盛有油和水,油层厚h1=30cm油的密度poi=800kg/m3,盛有水银的U形测压管的液面距水面的深度h=50cm,水银柱的高度低于油面h=40cm。
试求油面上的计示压强
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图440
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3-8.如图所示,处于平衡状态的水压机,其大活塞上受力F仁4905N杠杆柄上作用力F2=147N杠杆臂a=15cm,b=75cm。
若小活塞直径d仁5cm,不计活塞的高度差及其质量,计及摩擦力的校正系数n二,求大活塞直径d2。
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用I己n
3-22.水作用在下图所示3/4圆柱面ABCD上,画出(a)(b)(c)种开口测压管位置/
1,/2,/3情况的压力体及总压力垂直分力的作用方向
阳2-51
3-26.如图所示为一扇形闸门,半径R二,挡着深度h二的水,其圆心角a=43°旋转轴距渠底H二,闸门的水平投影CB=a=闸门宽度B=,试求作用在闸门上的总压力的大小
3-31.一钢筋混凝土沉箱,长6m,宽5m,高5m,底厚,侧壁厚,钢筋混凝土的密度p
仁2400kgmA-3,海水的密度p2=1025kgmA-3,沉箱在海面上漂浮是否稳定
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第四章
4-2.已知平面流动的速度分布规律为
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求
为两平板之间的距离。
试给出速度分布图
v=xyi——/j4-x^t
4-4.已知流场的速度分布为一丁一.
(1)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面坐标X,丫有关
4-15.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。
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4-20.送风管道的截面积A仁1m2,体积流量qv仁108000m3/h,静压p仁cm2,风温t仁28C。
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=,静压p2=cm2,风温t2=24C。
当地测得的大气压pa=101325Pa求截面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v1、v2。
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4-25.额定流量qm=35690kg/s的过热蒸汽,压强p=981N/cm2,温度t=510C,(对应
的蒸汽比体积U=k),经①273X23mm的主蒸汽管道铅垂向下,再经90o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d1=20cm,外径d2=40cm,叶片宽度b=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二kg/s。
试求水在叶轮
入口与出口处的流速v1与kkv
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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ki=1/20.
(1)已知原型堰上水头h=3m,试求模型的堰上水头。
(2)测得模型上的流量qv‘二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。
送
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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‘=10m/s,测得
模型迎风面点1处的计示压强pie'=980Pa背风面点2处的计示压强p2e‘=-49Pa
试求建筑物在v=30m/s强风作用下对应点的计示压强
5-
6.长度比例尺ki=1/225的模型水库,开闸后完全放空库水的时间是4min。
试求原
型水库放空库水的时间
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5-8.在管道内以v=20m/s的速度输送密度p二kg/m3,运动粘度u=x10-5m2/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,已知水的
密度p‘=998kk/m3,运动粘度u‘=x10m2/s。
为保证流动相似,模型内水的流速应
等于多少已经测得模型每管长的压降/p‘=1000Pa天然气管道每米的压强降等于多
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5-10.某飞机的机翼弦长b=1500mm,在气压Pa=105Pg气温t=10C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ki=1/3
(a)如果用开口风洞,已知试验段的气压pa'=101325Pa气温t'=25C,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pa〃
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,动力粘度卩,
表面张力6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。
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第八章
8-1.试确定下列各流场中的速度是否满足不可压缩流体的连续性条件:
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8-2.在不可压缩体的三维流动中,已知-"+-1-■'和「‘十―,试用连续方
程推导出的表达式。
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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
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(2):
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8-5.确定下列各流场是否连续是否有旋
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8-6.已知有旋流动的速度场为11+。
求在点(2,2,2)处
角速度的分量。
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8-7.已知有旋流动的速度场为丁—二—--■■■-。
试求旋转角速度,角变形速度和涡线方程。
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虹
松(总上)二昭皿乩氐®
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8-10.不可压缩流体平面流动的速度势'■'•,试求其流函数。
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8-8.试证不可压缩流体平面流动:
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个有势流动,并求出速度势。
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黎4-彎=马*1-弓-I菠i询满混违蛊久絃
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电込羊二]二oLrh尹P人建臣夕孙―f二好七法声-言」
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