工程流体力学(袁恩熙)课后习题问题详解

工程流体力学练习题

第1章

1-1解：设：柴油的密度为ρ，重度为γ；40C 水的密度为ρ0，重度为γ0。则在同一地点的相对密度和比重为：

0ρρ=

d ，0

γγ=c 30/830100083.0m kg d =⨯=⨯=ρρ

30/81348.9100083.0m N c =⨯⨯=⨯=γγ

1-2解：33

6

/126010

1026.1m kg =⨯⨯=-ρ

3/123488.91260m N g =⨯==ργ

1-3解：269/106.191096.101.0m N E V

V

V V

p p V V p p p ⨯=⨯⨯=∆-

=∆-=∆⇒∆∆-=ββ 1-4解：N m p V V p /105.210

4101000295

6

--⨯=⨯=∆∆-=β 2

99

/104.010

5.211m N E p

p ⨯=⨯=

=

-β 1-5解：1）求体积膨涨量和桶内压强

受温度增加的影响，200升汽油的体积膨涨量为：

()l T V V T T 4.2202000006.00=⨯⨯=∆=∆β

由于容器封闭，体积不变，从而因体积膨涨量使容器内压强升高，体积压缩量等于体积膨涨量。故：

2

6400/1027.16108.9140004

.22004

.2m N E V V V V V V p p T T p

T

T ⨯=⨯⨯⨯+=∆+∆-

=∆+∆-

=∆β

2）在保证液面压强增量0.18个大气压下，求桶内最大能装的汽油质量。设装的汽油体积为V ，那么：体积膨涨量为：

T V V T T ∆=∆β

体积压缩量为：

()()T V E p V V E p

V T p

T p p ∆+∆=∆+∆=

∆β1 因此，温度升高和压强升高联合作用的结果，应满足：

()()⎪

⎪⎭⎫

⎝⎛∆-

∆+=∆-∆+=p T p T E p T V V T V V 1110ββ ()())(63.197108.9140001018.01200006.01200

1145

0l E p T V V p T =⎪⎪⎭

⎫

⎝⎛⨯⨯⨯-⨯⨯+=

⎪⎪⎭⎫ ⎝

⎛∆-∆+=

β

()kg V m 34.1381063.19710007.03=⨯⨯⨯==-ρ

1-6解：石油的动力粘度：s pa .028.01.0100

28

=⨯=

μ 石油的运动粘度：s m /1011.39

.01000028.025-⨯=⨯==

ρμν 1-7解：石油的运动粘度：s m St /1044.0100

40

25-⨯===

ν 石油的动力粘度：s pa .0356.010

4100089.05

=⨯⨯⨯==-ρνμ

1-8解：2/1147001

.01

147.1m N u

=⨯

==δ

μ

τ 1-9解：()()2/5.1621196.012.02

15

.0065.021m N d D u

u

=-⨯

=-==

μ

δ

μ

τ

N L d F 54.85.16214.01196.014.3=⨯⨯⨯=⨯⨯⨯=τπ

第2章

2-4解：设：测压管中空气的压强为p 2，水银的密度为1ρ，水的密度为2ρ。在水银面建立等压面1-1，在测压管与容器连接处建立等压面2-2。根据等压面理论，有

21p gh p a +=ρ （1）

gz p z H g p 2221)(ρρ+=++（2）

由式（1）解出p 2后代入（2），整理得：

gz gh p z H g p a 2121)(ρρρ+-=++

)

(559.08

.9136001

8.91000105.1745.08.9136004121水银柱mm g

gH

p p h a =⨯⨯⨯-⨯-⨯⨯=

--=

ρρ 2-5解：设：水银的密度为1ρ，水的密度为2ρ，油的密度为3ρ；4.0=h ，6.11=h ，3.02=h ，5.03=h 。根据等压面理论，在等压面1-1上有：

()

Pa

h h h g p gh p p gh h h h g p a a 55

321231031321201039.15.03.06.18.91000100013.15.08.913600)

()(⨯=++⨯⨯-⨯+⨯⨯=++-+=+=+++ρρρρ

在等压面2-2上有：

()

m

h

h H p gH gh gh p 5.1800

4.06.110003

212032120=-⨯=

-=++=+ρρρρρρ

2-6解：设：甘油的密度为1ρ，油的密度为2ρ，4.0=h 。根据等压面理论，在等压面1-1上有：

m h h H p h g h H g p 26.1700

7

.012604.0)(210120=⨯+=∆+

=+∆=-+ρρρρ 2-7解：设：水银的密度为1ρ，油的密度为2ρ。根据等压面理论，当进气关1通气时，在等压面1-1上有：

011120p h g gH p +∆=+ρρ（1）