流体力学绪论答案

绪 论

1.已知水的密度=ρ1000kg/m 3。若有这样的水1L,它的质量与重力各就是多少？

解: m=ρv=1000×0、001=1kg G=mg=1×9、807=9、807N

2.什么就是流体的粘滞性？它对流体流动有什么作用？动力粘滞系数μ与运动粘滞系数υ有何区别及联系？

答:流体内部质点间或流层间因为相对运动的性质叫粘滞性,它使流动的能量减少。μ表征单位速度梯度作用下的切应力,反映粘滞性的动力性质。υ就是单位速度梯度作用下的切应力对单位体积质量作用产生的阻力加速度。υ=μ/ρ

3.水的密度ρ=1000kg/ m 3,μ=0、599×103-pa 、s 求它的运动粘滞系数υ

解:υ==ρμ

6、046×105-m 2/s

4.空气ρ=1、17kg/ m 3,υ=0、157cm 2/s,求它的动力粘滞系数μ。 解:μ=5410841.110157.0.171--⨯=⨯⨯=ρυpa 、s

5.当空气从0℃增加到20℃时,υ增加15%,密度减少10%,问此时μ增加多少？

解:μ=0000035.1%)151%)(101(υρυρρυ=+-=所以μ增加了3、5%

6.水平方向运动的木板,其速度为1m/s,平板浮在油面

上,mm 10=δ ,油的μ=0、09807pa 、s 。求作用于平板单位面积上的阻力。

解:2/807.901.0/109807.0m N dy du =⨯==μτ

7.温度为20℃的空气,在直径为2、5cm 管中流动,距管壁上1mm 处的空气速度为3cm/s 。求作用于单位长度管壁上的粘滞切应力为多少？

解:f=m N dy

du A /103.410/1031105.2100183.053223-----⨯=⨯⨯⨯⨯⨯⨯=πμ 8.底面积为40cm ×50cm,高为1cm 的木块质量为5kg,沿着

涂有润滑油的斜面等速向下运动。已知v=1m/s,mm 1=δ,求润滑油的动力粘滞系数。

解:T=Gsin α=5⨯9、8⨯5/13=18、8N

mgsin 310115.04.0135807.95-⨯⨯⨯⨯=⨯⨯=== μδμμθv A dy du A

得μ=0、105pa 、S

9、一圆锥体绕其铅直中心轴等速旋转,

锥体与固定壁间的距离mm 1=δ,全部为

润滑油(μ=0、1pas)充满,当旋转速度

116-=s ω,锥体底部半径R=0、3m,高H=0、

5m 时,求作用于圆锥的阻力矩。

解:dy dv A dT μ= 其中rdl dA π2= θsin r l = θsin dr dl = 343

sin =θ

⎰⎰⎰⎰⋅=====R m N dr r r dr r

r rdT dM M 035.3933423342δωπμδωπμ 10、什么就是流体的压缩性及热胀性？它们对流体的密度有何影响？

答:(1)压缩性:流体受压,体积减小,密度增大。

(2)热胀性:流体受热,体积膨胀,密度减小。

11、水在常温下,由5at 压强增加到10at 时,密度改变多少？ 解:先查表得5at 作用下的

N m /10538.029-⨯=β 则dp d ρρβ1= %026.0=∴ρρ

d

12.体积为53m 的水,在温度不变的情况下,当压强从1at 增加到5at 时,体积 减少1L,求水的压缩系数及弹性模量。 解:N m dp

V

dV /101.510

807.9155001.0/2104-⨯=⨯⨯-⨯--=-=）（）（β 29/109.11m N E ⨯==β

13.图示为一采暖系统图。由于水温

升高引起的体积膨胀,为了防止管

道及暖气片破裂,特在系统顶部装

置一膨胀水箱,使水的体积有自由

膨胀的余地。若系统内水的总体积

为V=83m ,加热前后温差t=50℃,水

的膨胀系数α=0、0005,求膨胀水箱的最小容积。

解:方法一:α=dT

V dV / 带入数据解得 =dV 0、23m 方法二:⎰⎰+=508

/1T T v VdV dT α 解得:50α=㏑V/8 ∴V=8、2

∴dv=8、2-8=0、23m

14.在大气压强的作用下,空气温度为180℃时的密度就是多少?

解:RT p =ρ ）（18023728710013.15

+⨯=⨯ρ

3/78.0m kg =ρ

15.什么就是流体的力学模型？常用的流体力学模型有哪些 ？

答:(1)将流体就是为连续介质。

(2)无粘性流体(理想流体)

(3)不可压缩流体。