工程流体力学课后习题答案72110

流体及其主要物理性质

7 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：89.0==

水

ρρ

d

ν＝40cSt ＝0.4St ＝0.4×10-4

m 2

/s μ＝νρ＝0.4×10-4×890＝3.56×10-2 Pa ·s

8 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：2

33

/10147.11011147.1m N dy du ⨯=⨯⨯==-μ

τ

9 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

()N dy du A

F 55.82

1096.11125.010141096.1114.3065.0222=⨯-⨯⨯⨯⨯⨯⨯==---μ流体静力学

6油罐内装相对密度0.70的汽油，为测定油面高度，利用连通器原理，把U 形管内装上相对密度为1.26的甘油，一端接通油罐顶部空间，一端接压气管。同时，压气管的另一支引入油罐底以上0.40m 处，压气后，当液面有气逸出时，根据U 形管内油面高差h ＝0.70m 来推算油罐内的油深H 为多少？

解：p －γ甘油Δh ＝p －γ汽油（H-0.4）

H ＝γ甘油Δh/γ汽油+0.4=1.26×0.7/0.70+0.4=1.66m

7为测定油品重度，用如下装置，经过1管或2管输入气体，直至罐内油面出现气泡为止。用U 形管水银压力计分别量出1管通气时的Δh 1，及2管通气时的Δh 2。试根据1、2两管的沉没深度H 1和H 2以及Δh 1和Δh 2，推求油品重度的表达式。

解：

⎩

⎨

⎧

=

∆

=

∆

⇒

⎩

⎨

⎧

-

=

∆

-

-

=

∆

-

2

2

1

1

2

2

2

2

1

1

1

1

H

h

H

h

H

p

h

p

H

p

h

p

Hg

Hg

Hg

Hg

γ

γ

γ

γ

γ

γ

γ

γ

()()

()

2

1

2

1

2

1

2

1H

H

h

h

H

H

h

h Hg

Hg-

∆

-

∆

=

⇒

-

=

∆

-

∆

γ

γ

γ

γ

8 如图所示热水锅炉，h2＝50mm，问锅炉内液面在何处？（要求作图表示不必计算）液面上蒸汽压力为多少？右侧两管的液面差h1应为多少？

解：①C—D

②p0＝γhg h2

＝13.6×9800×50×10-3p a＝6664Pa

③p0＝γhg h2＝γ水h1

mm

m

h

h Hg680

68

.0

10

50

6.

133

2

1

=

=

⨯

⨯

=

=

-

水

水

水

γ

γ

γ

γ

题2－8图题2－9图题2－10图

14 利用装有液体并与物体一起运动的U形管量测物体的加速度，如图所示。U形管直径很小，L＝30cm，h＝5cm。求物体加速度a为多少？

解：自由液面方程：x

g

a

z

s

-

=

⎪

⎪

⎩

⎪⎪

⎨

⎧

-

=

-

=

2

2

1

1

x

g

a

z

x

g

a

z

s

s

其中，x1＝－15cm，x2＝－15cm，z s1－z s2＝h＝5cm

z s1－z s2＝－a（x2－x1）/g⇒a＝gh/L=9.8×0.05/0.3=1.63m/s2

15 盛水容器，试求其中深度H＝1m处的液体压力。

容器以6m/s2的匀加速度垂直上升时；

容器以6m/s2的匀加速度垂直下降时；

自由下落时；

容器以15m/s2的匀加速度下降时；