工程流体力学-第四版-孔珑-作业答案-详解

第二章第二章 2 1 已知某种物质的密度 2 94g cm3 试求它的相对密度 d 解 d w 2 94 g cm3 1 g cm3 2 94 2 2 已知某厂 1 号炉水平烟道中烟气组分的百分数为 co2 13 5 a SO2 0 3 a O2 5 2 a N2 76 a H2O 5 试求烟气的密度 2 3 上题中烟气的实测温度 t 170 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 0 02 试求该液体的体积模量 2 5 绝对压强为 3 923 10 5Pa 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 4 9033 10 5Pa 今由槽中排出石油 40kg 使槽内 压强降到 9 8067 10 4Pa 设石油的体积模量 K 1 32 10 9 Pa 试求油槽的体积 2 7 流量为 50m3 h 温度为 70 的水流入热水锅炉 经加热后水温升到 90 而水 的体胀系数 V 0 问从锅炉中每小时流出多少立方米的水 2 8 压缩机压缩空气 绝对压强从 9 8067 104Pa 升高到 5 8840 105Pa 温度从 20 升高到 78 问空气体积减少了多少 2 9 动力粘度为 2 9 10 4Pa S 密度为 678kg m3 的油 其运动粘度等于多少 解 V u 2 9 10 4 678 4 28 10 7m s 2 10 设空气在 0 时的运动粘度 0 13 2 10 6m2 s 密度 0 1 29kg m3 试求在 150 时空气的动力粘度 2 11 借恩氏粘度计测得石油的粘度为 8 5oE 如石油的密度为 850kg m3 试求石 油的动力粘度 2 12 一平板距离另一固定平板 0 5mm 两板间充满液体 上板在每平方米上有 2N 的 力作用下以 0 25m s 的速度移动 试求该液体的粘度 2 13 已知动力滑动轴承的轴直径 d 0 2m 转速 n 2830r min 轴承内径 D 0 2016m 宽度 l 0 3m 润滑油的动力粘度 0 245Pa s 试求克服摩擦阻力所消 耗的功率 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 0 02rad s2 已知轴套的长度为 5cm 轴的直径为 2cm 以及他们之间的间隙为 0 05mm 试求流体的粘度 2 15 直径为 5 00cm 的活塞在直径为 5 01cm 的缸体内运动 当润滑油的温度由 0 升高到 120 时 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 0 855 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 20 的水中 已知水与玻璃的接触角 10o 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 20 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 第三章第三章 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 a 1 28kg m3 测压计读数 h1 100mm h2 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 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 3 4 如图所示 U 形管压差计与容器 A 连接 已知 h1 0 25m h2 1 61m h3 1m 求容器 A 中水的绝对压强和真空 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 0 4m 油的密度 oi 800kg m3 水银的密度 Hg 13600 kg m3 求 U 形管中水银柱的高度差 H 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 13600 kg 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 oi 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 3 8 如图所示 处于平衡状态的水压机 其大活塞上受力 F1 4905N 杠杆柄上作用力 F2 147N 杠杆臂 a 15cm b 75cm 若小活塞直径 d1 5cm 不计活塞的高度差及其质量 计及摩擦力的校正系数 0 9 求大活塞直径 d2 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 3 26 如图所示为一扇形闸门 半径 R 7 5m 挡着深度 h 4 8m 的水 其圆心角 43 旋转轴距渠底 H 5 8m 闸门的水平投影 CB a 2 7m 闸门宽度 B 6 4m 试 求作用在闸门上的总压力的大小和压力中心 3 31 一钢筋混凝土沉箱 长 6m 宽 5m 高 5m 底厚 0 5m 侧壁厚 0 3m 钢筋混凝 土的密度 1 2400kgm 3 海水的密度 2 1025kgm 3 沉箱在海面上漂浮是否稳 定 第四章第四章 4 2 已知平面流动的速度分布规律为 式中 为常数 求流线方程并画出若干条流线 4 3 已知两平行平板间的平面流动的速度为式中 k u 为常数 b 为两平板之间的距离 试给出速度分布图 4 4 已知流场的速度分布为 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 Y 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 4 20 送风管道的截面积 A1 1m2 体积流量 qv1 m3 h 静压 p1 0 267N cm2 风温 t1 28 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 0 64m2 静压 p2 0 133N cm2 风温 t2 24 当地测得的大气压 pa Pa 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 1 2 4 25 额定流量 qm 35690 s 的过热蒸汽 压强 p 981N cm2 温度 t 510 对 应的蒸汽比体积 0 03067m3 经 273 23mm 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 81 58 s 试求水在 叶轮入口与出口处的流速 1 与 第五章第五章 5 2 如图所示 用模型研究溢流堰的流动 采用长度比例尺 k 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 0 19m3 s 试求原型上的流量 3 测得模型堰顶的计示压强 p 1960Pa 试求原型堰顶的 计示压强 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 10m s 测 得模型迎风面点 1 处的计示压强 p1e 980Pa 背风面点 2 处的计示压强 p2e 49 Pa 试求建筑物在 30m s 强风作用下对应点的计示压强 5 6 长度比例尺 k 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 5 8 在管道内以 20m s 的速度输送密度 1 86 m3 运动粘度 1 3 10 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 k 1 10 已知水的密度 998 m3 运动粘度 1 007 10m2 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 0 1m 管长的压降 p 1000Pa 天然气管道每米的压强降等于多少 5 10 某飞机的机翼弦长 b 1500mm 在气压 Pa 105Pa 气温 t 10 的大气中以 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 k 1 3 a 如果用开口风洞 已知试验段的气压 pa Pa 气温 t 25 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 1MPa 气温 t 30 1 854 10 5Pa s 试验段的风速应等于多少 5 13 薄壁孔口出流的流速 与孔口直径 d 孔口上水头 H 流体密度 动力粘度 表面张力 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 第八章第八章 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 1 2 3 4 8 2 在不可压缩体的三维流动中 已知和 试用连续 方程推导出的表达式 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