《工程流体力学》习题答题.doc

PAGE  PAGE 35 《工程流体力学》习题答案 流体及其主要物理性质 轻柴油在温度15oC时相对密度为0.83，求它的密度和重度。 解：4oC时 相对密度： 所以， 甘油在温度0oC时密度为1.26g/cm3，求以国际单位表示的密度和重度。 解： 水的体积弹性系数为1.96×109N/m2，问压强改变多少时，它的体积相对压缩1％？ 解： 容积4m3的水，温度不变，当压强增加105N/m2时容积减少1000cm3，求该水的体积压缩系数βp和体积弹性系数E。 解： 用200L汽油桶装相对密度为0.70的汽油，罐装时液面上压强为1个大气压，封闭后由于温度变化升高了20oC，此时汽油的蒸气压为0.18大气压。若汽油的膨胀系数为0.0006oC－1，弹性系数为14000kg/cm2。试计算由于压力及温度变化所增减的体积？问灌桶时每桶最多不超过多少公斤为宜？ 解：E＝E’·g＝14000×9.8×104Pa Δp＝0.18at 所以， 从初始状态积分到最终状态得： 另解：设灌桶时每桶最多不超过V升，则 （1大气压＝1Kg/cm2） V＝197.6升 dVt＝2.41升 dVp＝2.52×10-3升 G＝0.1976×700＝138Kg＝1352.4N 石油相对密度0.9，粘度28cP，求运动粘度为多少m2/s? 解： 相对密度0.89的石油，温度20oC时的运动粘度为40cSt，求动力粘度为多少？ 解： ν＝40cSt＝0.4St＝0.4×10-4m2/s μ＝νρ＝0.4×10-4×890＝3.56×10-2 Pa·s 图示一平板在油面上作水平运动，已知运动速度u=1m/s，板与固定边界的距离δ=1，油的动力粘度μ＝1.147Pa·s，由平板所带动的油层的运动速度呈直线分布，求作用在平板单位面积上的粘性阻力为多少？ 解： 如图所示活塞油缸，其直径D＝12cm，活塞直径d＝11.96cm，活塞长度L＝14cm，油的μ＝0.65P，当活塞移动速度为0.5m/s时，试求拉回活塞所需的力F=？ 解：A＝πdL , μ＝0.65P＝0.065 Pa·s , Δu＝0.5m/s , Δy=(D-d)/2 流体静力学 2-1. 如图所示的U形管中装有水银与水，试求： （1）A、C两点的绝对压力及表压各为多少？ （2）A、B两点的高度差为多少？ 解：① pA表＝γh水＝0.3mH2O＝0.03at＝0.3×9800Pa＝2940Pa pA绝＝pa+ pA表＝（10+0.3）mH2O＝1.03at＝10.3×9800Pa ＝100940Pa pC表＝γhghhg+ pA表＝0.1×13.6mH2O+0.3mH2O＝1.66mH2O＝0.166at ＝1.66×9800Pa＝16268Pa pC绝＝pa+ pC表＝（10+1.66）mH2O＝11.66 mH2O ＝1.166at＝11.66×9800Pa＝114268Pa ② 30cmH2O＝13.6h cmH2Oh＝30/13.6cm=2.2cm 题2-2 题2-3 水银压力计装置如图。求管中心A处绝对压力及表压力？（设油品相对密度为0.9） 解：pA表＝15×13.6－10+35×0.9cmH2O＝225.5cmH2O＝0.2255at＝2.2099×104Pa pA绝＝pa+ pA表＝（10+2.255）mH2O＝1.2255at＝120099Pa 今有U形管，内装水和四氯化碳（CCl4），如图所示。试求四氯化碳的相对密度。 解：列等压面方程： 30.6cmH2O＝17.8cmH2O+8.0× 图示水罐中气体绝对压强p1＝1.5×104Pa，高度 H＝1m。当时的大气压强相当于745mm水银柱高。试求玻璃管中水银的上升高度h为多少？ 解：绝对压强p1＝1.5×104Pa 题2-4 p1+γH＝pa－γhgh γhgh＝745×10-3×13.6×9800-1.5× 104-9800×1 ＝9.929×104-1.5×104-0.98×104＝7.449×104Pa h＝7.449×104/(13.6×9800)=0.56m 油罐内装相对密度0.8的油品，下有底水，为测定油深及油面上的压力，装置如图所示的U形管水银压力计，测得各液面位置如图。试确定油面高度H及液面压力p0。 解：13.6×0.5-0.8＝6mH2O 6-1.6＝6-0.4－d油H H＝（1.6-0.4）/d油＝1.5m P0＝6-1.6mH2O＝4.4mH2O＝0.44at＝