(完整版)工程流体力学第二版习题答案解析-[杜广生].doc

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《工程流体力学》习题答案（杜广生主编）

第一章习题

1.解：依据相对密度的定义=13.6。

w

式中，P表示4摄氏度时水的密度。

w

2.解：查表可知，标准状态下：P=1.976kg/m3，P=2.927kg/m3，P=1.429kg/m3，

COSOO222

P=1.251kg/m3，P=0.804kg/m3，因此烟气在标准状态下的密度为：

NHO

22

=1.341kg/m3

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4atm的空气的等温体积模量：

K=4×101325=405.3×103Pa；

T

（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：

K=Kp=1.4×4×101325=567.4×103Pa

S

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=α.V.dT=0.005×8×50=2m3

V

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：

6.解：根据动力粘度计算关系式：

μ=PV=678×4.28×10—7=2.9×10—4Pa.S

7.解：根据运动粘度计算公式：

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8.解：查表可知，15摄氏度时空气的动力粘度μ=17.83×10—6Pa.s，因此，由牛顿内摩擦定律可知：

9.解：

如图所示，

高度为h处的圆锥半径：r=htanα,则在微元高度dh范围内的圆锥表面积：

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：

则在微元dh高度内的力矩为：

因此，圆锥旋转所需的总力矩为：

0

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：o=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则轴与轴承之间的总切应力为：T=τA=

克服轴承摩擦所消耗的功率为：P=To=μ

因此，轴的转速可以计算得到：

兀D兀Dμ兀Db3.14×0.20.245×3.14×0.2×0.3n=60o=60Pδ

兀D兀Dμ兀Db3.14×0.20.245×3.14×0.2×0.3

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11．解：

根据转速n可以求得圆盘的旋转角速度兀

如图所示，圆盘上半径为r处的速度：O=①r，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

则微元宽度dr上的微元力矩：

因此，转动圆盘所需力矩为：

N.

N.m

0

12.解：

摩擦应力即为单位面积上的牛顿内摩擦力。由牛顿内摩擦力公式可得：

Pa

13.解：

活塞与缸壁之间的间隙很小，间隙中润滑油的速度分布可以看作线性分布。

间隙宽度×10-3=0.1×10-3m

因此，活塞运动时克服摩擦力所消耗的功率为：

=920×0.9144×10-4×3.14×152.4×10-3×30.48×10-2×=4.42

kW

14.解：

对于飞轮，存在以下关系式：力矩M=转动惯量J*角加速度即M=J圆盘的旋转角速度兀

圆盘的转动惯量：J=mR2=R2式中，m为圆盘的质量，R为圆盘的回转半径，G为圆盘的重量。

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角