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1、工程流体力学 习 题 解 答西安科技大学力学教研室二00四年一月第一章 流体的基本概念1-1 单位换算： 1.海水的密度=1028公斤/米3，以达因/厘米3，牛/米3为单位，表示此海水的重度值。 解： 2.酒精在0时的比重为0.807，其密度为若干公斤/米3 ? 若干克/厘米3 ? 其重度为若干达因/厘米3 ? 若干牛/米3 ?解：l-2 粘度的换算： 1.石油在50时的重度=900达因/厘米3，动力粘度=58.8610-4牛.秒/米2。求此石油的运动粘性系数。解：2.某种液体的比重为1.046，动力粘性系数=1.85厘泊，其运动粘性系数为若干斯?解：3.求在1大气压下，35时空气的动力粘性系
2、数及运动粘性系数之值。解： 1-3 相距10毫米的两块相互平行的板子，水平放置，板间充满20的蓖麻油(动力粘度=9.72泊)。下板固定不动，上板以1.5米/秒的速度移动，问在油中的切应力是多少牛/米2?解：1-4 直径为150毫米的圆柱，固定不动。内径为151.24毫米的圆筒，同心地套在圆柱之外。二者的长度均为250毫米。柱面与筒内壁之间的空隙充以甘油。转动外筒，每分钟100转，测得转矩为9.091牛米。假设空隙中甘油的速度按线性分布，也不考虑末端效应。计算甘油的动力粘度。解： l-5 某流体在圆筒形容器中。当压强为2106牛/米2时，体积为995厘米3；当压强为ll06牛/米2时，体积为10
3、00厘米3。求此流体的体积压缩系数p之值。解： l-6 当压强增量为50000牛/米2时，某种液体的密度增长为0.02，求此种液体的弹性模量。解： l-7 石油充满油箱。指示箱内压强的压力表读数为49千牛/米2。油的密度为890公斤/米3。 今由油箱排出石油40公斤，箱内的压强降到9.8千牛/米2。设石油的弹性模量为1.32106千牛/米2。 求油箱的容积。解：1-8 汽车轮胎中的空气温度原为27，绝对压强为29.4牛/厘米2。设体积不变，温度升为65时，其压强应为若干?解：l-9 一个容器的容积为34升，内装29的空气，其绝对压强为784.5千牛/米2。容器中的空气重若干牛?解：l-10 某
4、车间装有水银气压计与温度计，夏季读数的平均值分别为725毫米水银柱与32；冬季读数的平均数值分别为765毫米水银柱与-15，此车间的空气在夏季与在冬季的重度及密度各为若干？解：第二章 流体静力学2-1 在图示油罐中，自由面p0=pa=9.8N/cm2，油的重度oil =7350 N/m3，h=8m。求探视孔中心处B点的相对压强。解：2-2 图示密闭盛水容器，h=1.5m，pa=9.8N/cm2，=1.2m，问容器内液面压强p0为多少？解：2-3 容器内装有气体，旁边的一个U形测压管内盛清水，如图所示。现测得hv=0.3米，问容器中气体的相对压强p为多少? 它的真空度为多少? 解：2-4 在盛水
5、容器M的旁边装有一支U形测压管，内盛水银，并量得有关数值，如图所示。问容器中心M处的绝对压强、相对压强各位多少？解：2-5 内装空气的容器与两根水银U形测压管相通，水银的重度M=0.133N/m3，今量得下面U形测压管(敞口)中的水银面高差为h1=30厘米，如图所示。问上面的U形测压管(闭口)中的水银面高差h2为若干? (气体p1P2重度的影响可以忽略不计)。解：2-6 如图所示，在某栋建筑物的第一层楼处，测得煤气管中煤气的相对压强p为100毫米水柱高，已知第八层楼比第一层楼高H=32米。问在第八层楼处煤气管中，煤气的相对压强为若干? 空气及煤气的密度可以假定不随高度而变化，煤气的重度G=4.
6、9牛/米3。解： 2-7 用杯式微压计确定容器K中气体的真空度(以毫米水柱高表示之)。该压力计中盛以油(oil = 9016牛/米3)及水两种液体，已知杯的内径D=40毫米，管的内径d=4毫米，h=200毫米，参阅附图。xDCB解：做两杯中液面高度差的中线（图中红线），距两液面的距离均为h，右杯中缺少部分的体积应等于U形管中水位高差一半的体积（两绿线部分），则有:设右杯液面与U形管左侧液面高差为x，研究蓝色线U形管两侧压强，则有： 2-8 如图所示，试由多管压力计中水银面高度的读数确定压力水箱中A点的相对压强。(所有读数均自地面算起，其单位为米)。 解：PFp1p2水x2-9 压力筒内，需引入
7、多大的压强p1，方能在拉杆方向上产生一个力P为7840牛。活塞在圆筒中以及拉杆在油封槽中的摩擦力等于活塞上总压力P的10。已知：压强p2=9.8牛/厘米2，D=100毫米，d=30毫米。解： 2-10 如图所示的圆锥形盛水容器，已知：D=1米，d=0.5米，h=2米。如在盖B上加重物G =2.94千牛，容器底部所受的总压力为若干?解：瓶底部D处的压强为 流体只传递压强而不直接传递力！ 2-11 水压机中，大活塞上要求的作用力G=4.9千牛。已知：杠杆柄上的作用力F=147牛；杠杆臂b=75厘米；a =15厘米。若小活塞直径为d，问大活塞的直径D应为d的若干倍? 活塞的高差、重量及其所受的摩擦力
8、均可忽略不计。NGPZDZCP1P2 解： 2-12 水池的侧壁上，装有一根直径d=0.6米的圆管，圆管内口切成=450的倾角，并在这切口上装了一块可以绕上端铰链旋转的盖板，h=2米，如果不计盖板自重以及盖板与铰链间的摩擦力，问升起盖板的力T为若干? (椭圆形面积的 ) 解：2-13 矩形闸门长1.5米，宽2米(垂直于图面)，A端为铰链，B端连在一条倾斜角=450的铁链上，用以开启此闸门。量得库内水深，并标在图上。今欲沿铁链方向用力T拉起此闸门，若不计摩擦与闸门自重，问所需力T为若干？（解法同12题）。 解：2-14 容器底部有一直径为d的圆孔，用一个直径为D(=2r)、重量为G的圆球堵塞。当容器内水深H=4r时，欲将此球向上升起以便放水，问所需垂直向上的力P为若干? 已知 ；水的重度设为。解：球体体积：球缺体积：浸入液体的球缺部分的体积：潜体所受垂直压力（即浮力！）：升起球体所需垂直向上的力P： （此答案与书中不符！）2-15 盛有水的开口圆筒形容器，如图。以角速度绕垂直轴O作等速旋转。当露出筒底时，应为若干? (图中符号说明：坐标原点设在筒底中心处。圆筒未转动时，筒内水面高度为h。当容器绕轴旋转时，其中心处液面降至H0，贴壁液面上升至H高度。容器直径为D。)解：9
