作业答案绪论课件.ppt

1.4如题1.4图所示，为了进行绝缘处理，将导线从充满绝缘涂料的模具中拉过。已知导线直径为0.8mm，涂料的动力黏性系数=0.02Pas，模具的直径为0.9mm，长度为20mm，导线的牵拉速度为50m/s。试求所需的牵拉力。,解：根据题意可知，导线和模具的间隙=0.05mm，因此，所需的牵拉力F,N,1.5某木块底面积60cm40cm，质量5kg，沿着一与水平面成20的涂有润滑油的斜面下滑。油层厚度0.6mm，如以等速度U=0.84m/s下滑时，求油的动力黏性系数。,解：对平板进行受力分析，发现当黏性力T=Fs时，做等速运动,Pas,1.7一圆锥体绕其铅垂中心轴作等速旋转，如图所示。已知锥体与固定壁间的距离=1mm,用=0.1Pas的润滑油充满间隙。当旋转角速度=16rad/s，锥体底部半径R=0.3m,高H=0.5m，试作用于圆锥的阻力矩。,解：如图建立坐标，在距离原点h的地方取高度为dh的圆台，在圆台的侧壁，线速度为,0,h,dh,侧壁所受的粘性力为,粘性力产生的力矩为,对于整个锥体,Nm,1.8水在常温下，压强由5at增加至10at时，密度增加多少？,解：根据水的压缩系数,查表获得当处于常温下时，,m2/N,kg/m3,1.10如图所示的采暖系统，由于水温升高引起水的体积膨胀，为了防止管道和暖气片的胀裂，特在系统顶部设置一膨胀水箱，使水的体积有膨胀余地。若系统内的水的体积V=8m3，加热后温度差50，水的热胀系数为0.0005-1，求膨胀水箱的最小体积。,锅炉,散热器,解：根据水的热胀系数,m3,补充图示为压力表校正器。器内充满压缩系数为k=4.7510-10m2/N的油液。器内压强为105Pa时，油液的体积为200mL。现用手轮丝杆和活塞加压，活塞直径为1cm，丝杆螺距为2mm，当压强升高至20MPa时，问需将手轮摇多少转？,解：假设初始状态时的体积为V=200mL，加压以后，体积变化为V，前后的压强差p=19.9106Pa,压缩系数,手轮摇的转数,ml,转,补充如图，半球体半径为R，它绕竖轴旋转的角速度为，半球体与凹槽间隙为，槽面涂有润滑油，试推证所需的旋转力矩为,d,解：取d，对应的弧长为Rd,弧长所在的微圆台侧面面积,对应的旋转半径为,线速度为,产生的切应力,微圆台产生的黏性力为,微圆台上产生旋转力矩为,旋转力矩为,当然，此题也可使用选取其他坐标系进行求解,设有铅垂圆柱形套管套在一铅垂立柱上，管心铅垂轴与柱心铅垂轴线重合，两者之间间隙充以某种液体（油），如图所示。立柱固定，套管在自重的作用下，沿铅垂方向向下作等速直线运动（间隙种的液体运动速度呈直线分布）。已知套管长度l0.2m，重量G=1.96N,内径d=0.05m，套管与立柱径向间隙=0.0016m，液体的黏度=9.8Pas。试求圆柱形套管下移速度。,解：当套管作等速直线运动时，根据力学平衡,m/s,一底面积为4045cm2、高为1cm的平板，质量为5kg，沿着涂有润滑油的斜面向下作等速运动，如图所示。已知平板运动速度v=1m/s，油层厚度=1mm，由平板所带动的油层的运动速度呈直线分布。试求润滑油的粘度值。,解：当平板作等速运动时，根据力学平衡,Pas,上下两平行圆盘，直径均为d，间隙为，其间隙间充满黏度为的液体。若下盘固定不动，上盘以角速度旋转时，试写出所需力矩M的表达式。,解：在圆盘半径为r处取dr的圆环，如图,其上面的切应力,则所需力矩,所需总力矩,黏度=3.9210-2Pas的黏性流体沿壁面流动，距壁面y处的流速为v=3y+y2（m/s），试求壁面的切应力.,N,如图有一宽浅的矩形渠道，其流速分布可由下式表示式中,g为重力加速度；为水的运动粘度。当水深h=0.5m时，试求：(1)切应力的表达式;(2)渠底(y=0)，水面(y=0.5)处的切应力，并绘制沿铅垂线的切应力分布图。,解:(1)根据牛顿内摩擦定理,(2)根据的分布规律，当y=0时,Pa,当y=0.5时,Pa,切应力分布如图所示,如图有一圆管，其水流流速分布为抛物线分布式中,g为重力加速度,为水的运动粘度。当半径r0=0.5m时，试求(1)切应力的表达式;(2)计算r=0和r=r0处的切应力,并绘制切应力的分布图;(3)用图分别表尔图中矩形液块A,B,C经过微小时段dt后的形状以及上下两面两面切应力的方向。,解:(1)根据牛顿内摩擦定理,(2)根据的分布规律，当r=0时,当r=r0时,Pa,切应力分布如图所示,(3)经过微小时段dt后，根据速度的分布，可知液块的速度和应力分布，如图,A,B,C,由内外两个圆筒组成的量测液体粘度的仪器如图所示，两筒之间充满被测液体。内筒半径r1，外筒与转轴连接，其半径为r2，旋转角速度为。内筒悬挂于一金属丝下，金属丝上所受的力矩M可以通过扭转角的值确定。外筒与内筒底面间隙为，内筒高度H，试推导所测液体动力黏度的计算式。,H,r1,r2,解:侧壁上受到的切应力,黏性力为,力矩为,底面上受到的切应力(选取距离中心为r)的微圆环,底面上受到黏性力的总力矩为,黏性力为,微力矩为,根据题意,一极薄平板在动力黏度分别为1和2两种油层界面上以u=0.6m/s的速度运动，如图所示。1=22，薄平板与两侧壁面