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流体力学课后答案杜广生

【篇一：工程流体力学杜广生】

ass=txt第一章习题

?f13600

1.解：依据相对密度的定义：d???13.6。

?w1000

式中，?w表示4摄氏度时水的密度。

2.解：查表可知，标准状态

下：?co?1.976kg/m3，?so?2.927kg/m3，?o?1.429kg/m3，

2

2

2

?n?1.251kg/m3，?ho?0.804kg/m3，因此烟气在标准状态下的密

度为：

2

2

???1?1??2?2?

?1.341kg/m3

?n?n

?1.976?0.135?2.927?0.003?1.429?0.052?1.251?0.76?0.804?0.0

5

3.解：（1）气体等温压缩时，气体的体积弹性模量等于作用在气体

上的压强，因此，绝对压强为

的空气的等温体积模量：

4atm

kt?4?101325?405.3?103pa；

（2）气体等熵压缩时，其体积弹性模量等于等熵指数和压强的乘积，

因此，绝对压强为4atm的空气的等熵体积模量：

ks??p?1.4?4?101325?567.4?103pa

式中，对于空气，其等熵指数为1.4。

4.解：根据流体膨胀系数表达式可知：

dv??v?v?dt?0.005?8?50?2m3

因此，膨胀水箱至少应有的体积为2立方米。

5.解：由流体压缩系数计算公式可知：

dv1?103?5?92

k?????0.51?10m/n5

dp(4.9?0.98)?10

6.解：根据动力粘度计算关系式：

?????678?4.28?10?7?2.9?10?4pa?s

7.解：根据运动粘度计算公式：

?1.3?10?3

????1.3?10?6m2/s

?999.4

?6

8.解：查表可知，15摄氏度时空气的动力粘度??17.83?10pa?s，

因此，由牛顿内摩擦定律可知：

f??a

u0.3

?17.83?10?6???0.2??3.36?10?3nh0.001

9.解：

如图所示，

高度为h处的圆锥半径：r?htan?，则在微元高度dh范围内的圆锥

表面积：da=2?r

dh2?htan?

=dhcos?cos?

由于间隙很小，所以间隙内润滑油的流速分布可看作线性分布，则

有：

d???r?htan?

===

????

则在微元dh高度内的力矩为：

?htan?2?htan??tan3?3

dm=?da?r=?dh?htan?=2??hdh

?cos??cos?

因此，圆锥旋转所需的总力矩为：

?tan3?h3?tan3?h4

m=?dm=2??hdh=2????cos?0?cos?4

10.解：

润滑油与轴承接触处的速度为0，与轴接触处的速度为轴的旋转周

速度，即：?=

n?d

60

由于间隙很小，所以油层在间隙中沿着径向的速度分布可看作线性

分布，即：

d??=dy?

则轴与轴承之间的总切应力为：t=?a=?

?

?db?

?2

?db克服轴承摩擦所消耗的功率为：p=t?=??

因此，轴的转速可以计算得到：

60?n=?d

r/min

11．解：

根据转速n可以求得圆盘的旋转角速度：?=

2?n2??90

==3?6060

如图所示，圆盘上半径为r处的速度：?=?r，由于间隙很小，所以

油层在间隙中沿着轴向的速度分布可看作线性分布，即：

d??

=dy?

则微元宽度dr上的微元力矩：

dm=?da?r=?

?r3?3?2?rdr?r=2??rdr=6?2r3dr???

d

2

因此，转动圆盘所需力矩为：

4

?30.40.2342?(d2)2

m=?dm=6?rdr=6?=6?3.14??=71.98-3

???40.23?1040

2

n?m

12.解