流力的題目解(1、2)

1、工程流體力學習題解答西安科技大學力學教研室二00四年一月第一章流體的基本概念1-1 單位換算：1.海水的密度p=1028公斤/米3，以達因/厘米3，牛/米3為單位，表示 此海水的重度Y值。解：5g ; 1N 105dy1028kg / m3 9.8m/s210074.4N/m31007.44dy/cm32酒精在0 C時的比重為0.807，其密度p為若干公斤/米3 ?若干克/厘米3 ?其重度Y為若干達因/厘米3 ?若干牛/米3 ?解:比重酒精酒精比重 w 0.8071000kg/m3807kg/m330.807g/cm807kg/m3 9.8m/s27908N/m3790.8dy/cm3l-2

2、粘度的換算：1.石油在50 C時的重度y=900達因/厘米3，動力粘度口 =58.86 X10-4牛秒/米2。求此石油的運動粘性系數(shù)V解:g （58.864 10丁 S 980cm/s2）/900dy/cm310 cm64 10 3cm2/s 6.4 10 6m2/s2.某種液體的比重為1.046 ,動力粘性系數(shù)卩=1.85厘泊，其運動粘性系數(shù)為若干斯？解:比重21.85 10 g/s cm 比重 w 1.046 1g/cm30.017686cm2/s（斯）3.求在1大氣壓下，35 C時空氣的動力粘性系數(shù)口及運動粘性系數(shù)v之 值。解：12730 1 C 273 ' 1T由附錄P25俵3

3、得0 1.70 10-4g/s cm（泊）；由P8表 1 1 得 C 122T 273 35（K） ;18.7 10-6N s/m2（帕 秒）18.7 10-5（泊）;0.16868 10-4m2/s 0.1686&m2/s（斯）相距10毫米的兩塊相互平行的板子，水平放置，板間充滿20 C的蓖麻油（動力粘度卩=9.72泊）。下板固定不動，上板以1.5米/秒的速度移 動，問在油中的切應力t是多少牛/米2?解:1.5m/sCm（泊2145.8N/m2145.8Pa（帕）1-4 直徑為150毫米的圓柱，固定不動。內徑為151.24毫米的圓筒, 同心地套在圓柱之外。二者的長度均為250毫米。柱

4、面與筒內壁之間的空隙 充以甘油。轉動外筒，每分鐘100轉，測得轉矩為9.091牛米。假設空隙 中甘油的速度按線性分布，也不考慮末端效應。計算甘油的動力粘度卩。v P ；Pyy a ;AvP M 9.091N m 120.22N ; y （151.24-150）/2 0.62 10-3mR 0.15124m/2n 100 R2v R Rm/s;A2RI2R 0.25m30300.792N/m2 sl-5某流體在圓筒形容器中。當壓強為2 X106牛/米2時，體積為995厘米3;當壓強為IXI06牛/米2時，體積為1000厘米3。求此流體的體積壓縮系數(shù)pp之值解:dVV dp399煮 篇爲 

5、6;.5025 10 8m2/NI-6 當壓強增量為50000牛/米2時，某種液體的密度增長為0.02 %,求此種液體的彈性模量。解:ddpdpd50000N / m20.000225 107N/m2I-7石油充滿油箱。指示箱內壓強的壓力表讀數(shù)為49千牛/米2。油的密度為890公斤/米3。今由油箱排出石油40公斤，箱內的壓強降到9.8 千牛/米2。設石油的彈性模量為1.32 X106千牛/米2。求油箱的容積。d1 ；ddPpdpJEEdm、，dm而dJVVd解:32890kg/m3 (9.8 49)kN/m21.32 106kN/m240kg31513.414m0.02643kg/m0.026

6、43kg/m31-8 汽車輪胎中的空氣溫度原為27 C,絕對壓強為29.4牛/厘米2設體積不變，溫度升為65 C時，其壓強應為若干？P2RT2兩式相除則有：29.4 104 N/m2 (273 65)233.124N / cm 273 271-9 一個容器的容積為34升，內裝29 C的空氣，其絕對壓強為784.5千牛/米2解：容器中的空氣重若干牛？1升1 10 3m3 1 103cm3 1 dm3P RT39.0197N/m3784.5 kN/m2288 (273 29)9.0197N/m33334 10 3m30.306kg3.01Nl-10 某車間裝有水銀氣壓計與溫度計，夏季讀數(shù)的平均值分

7、別為 725 毫米水銀柱與32 C;冬季讀數(shù)的平均數(shù)值分別為 765毫米水銀柱與-15 C, 此車間的空氣在夏季與在冬季的重度及密度各為若干？解：P RT 1-PRT725mmHg288 (273 32)0.1122kg/m3 ;1P2RT,765mmHg287 (273 ( 15)0.1405kg/m31.100N/m311.377N/m3第二章 流體靜力學2-1在圖示油罐中，自由面 P0= Pa=9.8N/cm 2，油的重度丫=7350題2-1附圖題42附圖題2-3附圖N/m 3, h=8m。求探視孔中心處B點的相對壓強解:2-2圖示密閉盛水容器,h=1.5m ， pa=9.8N/cm 2

8、， h =1.2m，問容器內液面壓強po為多少?解:Po Paw(h h) 9.8 1049800 0.3 100940N/m22-3 容器內裝有氣體，旁邊的一個 現(xiàn) 測 得 PB oilh 7350N / m3 8m 體的相對壓U形測壓管內盛清水，如圖所示58.8N/m2 hv=0.3米，問容器中氣度為多少？解:Pa Pwhv； P PPa強p為多少？它的真空whv9800 0.32940N / m2Pv Pa Pwhv 9800 0.3 2940N / m22-4在盛水容器M的旁邊裝有一支U形測壓管，內盛水銀，并量得有關數(shù)值，如圖所示。問容器中心 M處的絕對壓強、相對壓強各位多少？ 解：2

9、Pm pa w(15 0.5) M 0.5 174440N/m 1 工程大氣壓 98000Pa23pMw(1.5 0.5) M 0.5 76440N/m2m 133280N/m2-5內裝空氣的容器與兩根水銀U形測壓管相通，水銀的重度丫題2-4附圖;Pa曬2-5附圖M=0.133N/m 3，今量得下面U形測壓管（敞口）中的水銀面高差為hi=30厘 米，如圖所示。問上面的U形測壓管（閉口 ）中的水銀面高差h2為若干？（氣體重度的影響可以忽略不計）解：2-6 如圖所示，在某棟建筑物的第一層樓處，測得煤氣管中煤氣的相對壓強p '為100毫米水柱高，已知第八層樓比第一層樓高H=32米。問在第八層

10、樓處煤氣管中，煤氣的相對壓強為若干？空氣及煤氣的密度可以米 13JN/m20.102mmH2O1 mmH2O 9.8N/m2假定不隨高度而變化，煤氣的重度丫 g=4.9牛/解：Pi P2 gH ;3p2 p1 G H 100mmH2O 4.9N / m 32m 0.102 84mmH2O毫米，參閱附圖。2-7用杯式微壓計確定容器pK 中氣體的真空度以毫米水柱咼表示之） 該壓力計中盛以油（丫。"二9016牛/米3）及水兩種液體，已知杯的內徑 D=40 毫米，管的內徑d=4毫米，h=200x題2-8附圖題2-7附圖解：做兩杯中液面高度差的中線（圖中紅線），距兩液面的距離均為厶h ,di

11、hD2 21mm右杯中缺少部分的體積應等于 U形管中水位咼差一半的體積(兩綠線部分)， 則有： 設右杯液面與U形管左側液面高差為x,研究藍色線U形管兩側壓強，則有:2Paoii(x h) Pk oil (x 2 h) wh ； 1 N/m 0.102mmH2O ；2PvPa Pk h( w oil) 2 oil h 1 mmH2。9.8N/m200mm(9800-9016)N/m32 9016N/m3 1mm 174.832Pa174.832 0.102 17.833mmH2O2-8 如圖所示，試由多管壓力計中水銀面高度的讀數(shù)確定壓力水箱中A點的相對壓強。(所有讀數(shù)均自地面算起，其單位為米)。

12、解：PdPaW (250.9)Pcy (2.0 0.9);而Pb PcY (200.7)PaY(18 0.7)PaPam(1.8 0.7)w(2.0 0.7)w (2.5 0.9) m (2.0 0.9)pAM(2.2)w(2.9)133280N/m32.2m 9800N/m3 2.9m264796Pa 27.01mH2O2-9 壓力筒內，需引入多大的壓強P1,方能在拉桿方向上產生一個力 P 為7840牛?；钊趫A筒中以及拉桿在油封槽中的摩擦力等于活塞上總壓力P的10 %。已知：壓強p2=9.8牛/厘米2,D=100毫米，d=30毫米G解:* x他2-9附圖D1購2-10瞄圏0 P P1D24

13、P2(D2 d2)410%P 7840NP1118.72N /cm22-10 如圖所示的圓錐形盛水容器，已知：D=1米，d=0.5米，h=2米。如在蓋B上加重物G =2.94千牛，容器底部所受的總壓力為若干？解：瓶底部D處的壓強為.G2Pd PbW t W 2.0m 34.573kN/m流體只傳遞壓強而不直接傳遞力!d瓶底部的總壓力為：PDpD 27.1538kN2-11水壓機中，大活塞上要求的作用力4 G=4.9千牛。已知：杠桿柄D2上的作用力F=147牛；杠桿臂b=75厘米；a =15厘米。若小活塞直徑為 d，問大活塞的直徑D應為d的若干倍？ 活塞的高差、重量及其所受的摩擦力均可忽略不計。

14、PII-1- l'lV771必討滬1-aNUD-7題2-11 附圏題2-12 附閨G* 2Zd解：GN a F(a b)D 2.36d2-12 水池的側壁上,裝有一根直徑d=0.6米的圓管，圓管內口切成a=45 0的傾角，并在這切口上裝了一塊可以繞上端鉸鏈旋轉的蓋板，h=2米,如果不計蓋板自重以及蓋板與鉸鏈間的摩擦力,a 3b)C 4w(-) ab 9800(也)2 2(橢圓形面積的J解:P2hcAW(h) ab 9800(2)ZdJ cZcA1 d2 cos450問升起蓋板的力T為若干?-1175 .5868 N27837 .2455 Na3b41宀ab2 cos 450.42426

15、4(A2d2、2-J0.424264 一 0.4242640.1060660.53033 m4(2Zc0.424264RzdP2ZC1175.5868 0.530337837.2455 0.424264d0.66580 .850 N2-13 矩形閘門長1.5米，寬2米（垂直于圖面），A端為鉸鏈，B端連在一條傾斜角a =45 0的鐵鏈上，用以開啟此閘門。量得庫內水深，并標在圖上。今欲沿鐵鏈方向用力T拉起此閘門，若不計摩擦與閘門自重，問所需力T為若干？（解法同解：P 九A12 題）。W （爭AB1 59800(T)5 2 22050 NhcAW(h)AB298001.532ZcJc 1.512ZcA 21.51.522AB0.7522P2ZdZc1.5 288200 N0.750.251.0m220501882000.751.5/ v 283155 .757NTP1ZDP2ZCAB cos 450圖附412 艇Mff-UK-r2-14 容器底部有一直徑為d的圓孔，用一個直徑為G的圓球堵塞。當容器內水深 H=4r時，欲將此球向上升起以便放水，問所 需垂直向上的力P為若干？已知d 、3r ；水的重度設為