作业答案_绪论ppt课件

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 02Pa s 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60cm 40cm 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 Pa s 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 1Pa s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 N m 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 75 10 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 9 106Pa 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l 0 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 8Pa s 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40 45cm2 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 Pa s 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 92 10 2Pa s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 2 2 薄平板与两侧壁面之间的流速均按线性分布 距离 均为3cm 两油层在平板上产生的总切应力 25N