精選流體力學課后習題解答自己整理孔瓏4版

流體力學課后習題解答自己整理孔瓏4版?工程流體力學?課后習題答案孔瓏第四版

TOC\o"1-3"\h\u第2章流體及其物理性質(zhì) 42-1 42-3 42-4 62-5 62-6 62-7 72-8 72-9 82-11 82-12 92-13 92-14 102-15 102-16 11第3章流體靜力學 123-1 123-2 123-3 133-5 133-6 143-9 143-10 153-21 183-22 193-23 203-25 203-27 20第4章流體運動學及動力學根底 224-2 224-5 224-6 234-8 234-11 244-12 244-14 244-22 254-24 264-26 27第6章作業(yè) 286-1 286-3 296-7 296-10 296-11 306-12 316-17 31第2章流體及其物理性質(zhì)2-1某種物質(zhì)的密度ρ=2.94g/cm3，試求它的相對密度d。【2.94】解：ρ=2.94g/cm3=2940kg/m3，相對密度d=2940/1000=2.942-2某廠1號爐水平煙道中煙氣組分的百分數(shù)為，α(CO2)=13.5%α(SO2)=0.3%，α(O2)=5.2%，α(N2)=76%，α(H2O)=5%。試求煙氣的密度。解：查課表7頁表2-1，可知ρ(CO2)=1.976kg/m3，ρ(SO2)=2.927kg/m3，ρ(O2)=1.429kg/m3，ρ(N2)=1.251kg/m3，ρ(H2O)=1.976kg/m3，ρ(CO2)=1.976kg/m3，2-3上題中煙氣的實測溫度t=170℃，實測靜計示壓強Pe=1432Pa，當?shù)卮髿鈮篜a=100858Pa。試求工作狀態(tài)下煙氣的密度和運動粘度?！?.8109kg/m3，2.869×10-5㎡∕s】解：1〕設標準狀態(tài)下為1狀態(tài)，那么p1=101325pa，T1=273K，ρ1=1.341kg/m3工作狀態(tài)下為2狀態(tài)，那么p2=pa-pe=100858-1432=99416pa，T2=273+170=443K，那么根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程，可知帶入數(shù)值，可得工作狀態(tài)下ρ2=0.8109kg/m3運動粘度，與課本14頁例題2-4題比擬先求出每一種氣體在170℃時的動力粘度，利用蘇士蘭公式，課本12頁。黏度〔標態(tài)下〕工作溫度T〔K)S黏度〔工況下〕二氧化碳14.844325423.13136019二氧化硫11.644330618.53601422氧氣19.244312527.80978196氮氣17.644310425.07427072水8.9344396116.22411924利用公式2-19求出混合氣體在工況下的動力黏度：分子量分子量開平方黏度分子分母0.135446.6323.1320.710.900.003648.0018.540.440.020.052325.6627.818.180.290.76285.2925.07100.824.020.005184.2416.220.340.02130.505.26工況動力黏度24.83工作狀態(tài)下的動力黏度為工作狀態(tài)下的運動粘度2-4當壓強增量為50000Pa時，某種液體的密度增長0.02%，試求該液體的體積模量。2-5絕對壓強為3.923×105Pa的空氣的等溫體積模量和等熵體積模量各等于多少？2-6充滿石油的油槽內(nèi)的壓強為4.9033×105Pa,今由槽中排出石油40kg，使槽內(nèi)壓強降到9.8067×104Pa，設石油的體積模量K＝1.32×109Pa。試求油槽的體積。2-7流量為50m3/h,溫度為70℃的水流入熱水鍋爐，經(jīng)加熱后水溫升到90℃,而水的體脹系數(shù)av=0.000641/℃,問從鍋爐中每小時流出多少立方米的水？解：50*0.000641*20=0.64m3/hV+0.64=50.64m3/h答：50.64m3/h2-8壓縮機壓縮空氣，絕對壓強從9.8067×104Pa升高到5.8840×105Pa，溫度從20℃升高到78℃，問空氣體積減少了多少？2-9解：油的動力粘度，密度，那么油的運動粘度。答：略2-10設空氣在0℃時的運動粘度ν0=13.2×10-6m2/s,密度ρ0=1.29kg/m3。試求在150℃時空氣的動力粘度。課本12頁公式2-18，蘇士蘭公式查表2-6S=111KT=273+150=423K答：略2-11解：課本15頁公式2-212-12一平板距離另一固定平板0.5mm,兩板間充滿液體，上板在每平方米上有2N的力作用下以0.25m/s的速度移動，試求該液體的粘度。解2-13動力滑動軸承的軸直徑d=0.2m，轉(zhuǎn)速n=2830r/min，軸承內(nèi)徑D=0.2023m，寬度l=0.3m，潤滑油的動力粘度μ=0.245Pa·s，試求克服摩擦阻力所消耗的功率。解：速度梯度：摩擦阻力：克服摩擦阻力所消耗的功率：2-142-15直徑為5.00cm的活塞在直徑為5.01cm的缸體內(nèi)運動。當潤滑油的溫度由0℃升高到120℃時，求推動活塞所需的力減少的百分數(shù)。用圖1-5中相對密度d=0.855的原油的粘度進行計算。2-16內(nèi)徑為10mm的開口玻璃管插入溫度為20℃的水中，水與玻璃的接觸角θ=10o。試求水在管中上升的高度。第3章流體靜力學3-1如圖2-34所示，煙囪高H=20m,煙氣溫度Ts=300℃，壓強ps，試確定引起火爐中煙氣自動流通的壓強差。煙氣密度可按下式計算：ρs=(1.25-0.0027ts)kg/m3，空氣的密度ρa=1.29)kg/m33-2解：如圖示，分別在等壓面1-2，3-4處列平衡方程，因為，所以答：略3-33-4如以以下圖，U形管壓差計與容器A連接，h1=0.25m,h2=1.61m,h3=1m。求容器A中水的絕對壓強和真空。絕對壓強=33352.2pa真空PV=101325-33352.2=67972.8pa3-5解：有壓力引起的壓強如圖示，在等壓面1-2處列平衡方程，因為，所以，，所以答：略3-6得h4=1.28米3-9一雙杯式微壓計如圖2—49所示，A、B兩杯的直徑均為d＝50mm，用U形管連接，U形管的直徑d2＝5mm，A杯中盛有酒精，密度P1＝870k8／m3，B杯中盛有煤油，密度P2＝830kg／m3，當兩杯的壓強差為零時，酒精煤油的分界面在o—o線上，試求當兩種液體的分界面上升到o’一o’的位置，h＝280mm時壓強差為多少?3-10=366284pa2-11作業(yè)存在的主要問題：答題格式不標準，必須的公式、圖表以及一些符號說明沒有在答案中表達。個別學生只列公式，不計算，直接將題后答案搬上去。甚至有同學將一道題的答案寫在了兩道題的結(jié)果上。存在較為嚴重的抄襲現(xiàn)象。書中答案未必正確，不要迷信書中結(jié)果。流體力學作業(yè)第3章3-21解：設閘門寬為，那么左側(cè)水體作用在閘門上的總壓力為，其作用點位置右側(cè)水體作用在閘門上的總壓力為其作用點位置當閘門自動開啟時，力和對O點的力矩相等，即，，所以3-223-23如圖示，作用在上半球體上的壓強左右對稱，所以總壓力的水平分力為零。根據(jù)壓力體的概念，上半球體的壓力體如圖陰影局部所示。垂直分力方向向上，其大小為3-253-27

第4章流體運動學及動力學根底4-2解：平面流動的速度分布為，那么其流線方程為，那么，所以，即：，方程兩邊積分得：，所以流線方程為4-5解：流場的速度分布為(1)流動屬于三維流動(2)同理可得：所以，m2/s，m2/s,m2/s答：4-6解：(1)該流動屬于三維流動，(2)流場的速度分布為,所以，，4-8查課本P7表2-2可知100℃時，標準大氣壓下空氣的密度，標準大氣壓為，溫度為100℃時，密度為根據(jù)氣體狀態(tài)方程可知4-11由空氣預熱器經(jīng)兩條管道送往鍋爐噴燃器的空氣的質(zhì)量流量qm=8000㎏/h，氣溫400℃，管道截面尺寸均為400×600mm。標準狀態(tài)〔0℃,101325Pa〕下空氣的密度ρ。=1.29㎏/m3，求輸氣管道中空氣的平均流速。4-12比體積ν=0.3816m3/㎏的汽輪機廢汽沿一直徑do=100mm的輸氣管進入主管，質(zhì)量流量qm=2000㎏/h，然后沿主管上的另兩支管輸送給用戶。用戶的需用流量分別為qm1=500㎏/h，qm2=1500㎏/h,管內(nèi)流速均為25m/s。求輸氣管中蒸汽的平均流速及兩支管的直徑d1、d2。4-14忽略損失，求圖3-27所示文丘里管內(nèi)的流量。4-22如以以下圖，離心式水泵借一內(nèi)徑d=150mm的吸水管以q=60m3/h的流量從一敞口水槽中吸水，并將水送至壓力水箱。設裝在水泵與吸水管接頭上的真空計指示出負壓值為39997Pa。水力損失不計，試求水泵的吸水高度Hs。4-24連續(xù)管系中的90o漸縮彎管放在水平面上，管徑d1=15cm，d2=7.5cm，入口處水平均流速v1=2.5m/s，靜壓pe1=6.86×10Pa〔計示壓強〕。如不計能量損失，試求支撐彎管在其位置所需的水平力。解：取進口外表1-1、出口外表2-2和漸縮彎管內(nèi)外表內(nèi)的體積為控制體，建立坐標系，如以以下圖。由質(zhì)量守恒定律可知：，所以,在進口1-1和出口2-2外表列伯努利方程，忽略兩截面的高度影響。，所以設支撐管對流體的水平和豎直方向上的作用力分別為、，由動量定理得：所以所以力與水平線之間的夾角＝158°4-26如圖3-35所示，相對密度為0.83