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1、流体力学第一章作业1.1求绝对压力为105N/m2,温度为30度的空气的密度和比容。解:pRT287 30 2731.15kg / m1 0.87m3/kg1.2解:油的体积为0.4m3,重量为350KN ,求密度。350 103/9.807304 89222kg / m1.3氢气球在30Km高空（绝对压力为 1100N/m2,温度为-40度）膨胀到直径为 20m,如101.3KN/m 2,温度为15度时充入的果不计气球的材料应力，求在地面上绝对压力为 氢气的质量。解:PVTmR常数110041033273 403101.3 10273 1556.2m3又因为地面上压力为 101.3 N/m2
2、、温度为15度时,PRTJ01*；0：0.0846kg/m32273 15V 0.0846 56.2 4.75kg1.4 空气从绝对压力为105/m2和温度为20度压缩到绝对压力为 5 105N/m2和温度为60度，求其体积变化了多少？解：由气体状态方程 PV=RT得V2VFT2P2T11055 10560 27320 2730.227V2ViV1 0.227V1V10.7730.773V11.5 求10m3水在以下条件下的体积变化：（a）恒定大气压力下温度由60度升高到70度;(b)温度恒定为60度，压力从0升高到10MN/m2; (c)温度从60升高到70度，压 力从0升高到10MN/m
3、2。解： V1V T556 10 6 10 10 0.0556m3V2VEP 10 栽*0.044m332 1.6 1m3的披体重量为9.71KN,绝对粘度为0.6 10 N s/m，求其运动粘度系数。解:m 9.71 103/9.807V1991kg/m3解：u 1 0.151.8标准状态下水和空气温度均从 率。解：(1)水：1999.7kg/m3u2 0.798 10 3N s/m2 0.0040.798 1.307 1031.307 100.389v - 060.605 10 6m2/s1.7 气体温度由0度上升到20度时，运动粘度增加 0.15,密度减少0.1,问绝对粘度变化 多少？1
4、 0.1 U0 U0 0.035uo10度变化到35度，试分别确定其密度和绝对粘度的变化u11.307 10 3N s/m22995.7kg/m3995.7 999.7 水 999.7U4 18.6 10 6N s/m2 0.0665(2)空气：3 1.248kg/m3U3 17.6 10 6N s/m24 1.165kg/m31.248 1.165 空气 1.248u空气17.6 18.6 10 617.6 10 60.05681.9 两平行平板间距离为 2mm,平板间充满密度为 885kg/m3、运动粘度为1.61 10 3 m2/s 的油，上板匀速运动速度为 4m/s,求拉动平板所需要的
5、力。 解：u dv v dv 885 1.61 10 3 f2849.7N/m2ugy2 101.10 油缸内径为12cm,活塞直径为11.96cm,长度为14cm,润滑油绝对粘度系数为 0.065 (N.s) /m2,若对活塞施以8.6N的力，求活塞往复运动的速度为多少？ 解：由题意知u A 黑 0.06512 10 2 14 10 2 v 2 8.6dy0.02 10v 0.5m/s1.11 温度为20度的空气，在直径为 2.5cm的管中流动，距管壁面 1mm处的空气流速为 3.5cm/s,求作用在单位管长上的粘性阻力。解：2LF u A V 1.82 10 52.5 10 2 *1F 5
6、 10 5NSio1.12 两大平板间距16mm,平板间油的粘度为 0.22 (N.s) /m2,试确定平板间面积为 0.4m2 的薄平板以0.25m/s速度运动时需要的拉力。(a)薄平板在两大平板中间；(b)薄平板距上板5mm处。 解： Fi2u A 工 2 0.22 0.4 漂 5.5NF2u A -0.22 0.4 詈*尚氏6.4N2235 10 311 10 31.13 轴套由外径 80mm轴承放置在内径为80.4mm轴套内组成，其内润滑油密度为900kg/m3,运动粘度为0.28 10 3m2/s,当轴的旋转速度为 150r/min时，求由摩擦产生的发 热速率。解：单位长度上的粘滞力
7、为F u A 1S900 0.28 10 380 10 3 噌 40198.97N0.2 1060T F r 198.97 40 10 3 7.96N m所 以 单 位 长 度 发 热 速 率 ：P 2 n T 2150 7.96 60 12504w1/71.14 河流中水的速度分布为u 2.5 y/6,其中y是距河床壁面的距离，水温为 25度，确定距河床壁面y=2.5和y=5处的粘性切应力。解：y12.5寸2 5 空 1/71 u 三 0.894 10 3,67.89 10 4N/m21 y12.5y22.5寸5 1/71.15抛物线型速度分布如图所示，试确定 和切应力，液体粘度为 0.25
8、 (N.s) /m2。u , 0.894 10 3.4.36 104N/m2y=0、3mm、6mm、9mm、12mm 处的速度梯度解：设 u ay2 by c代点(0, 0) , (0.8, 0.012),得 c=0400又 翁 2ay by 令 2ay by =0 即 y=0.012 时5009du100000400dy-9- y 丁400u 招 0.25400100y 0.003寸，器 100y 0.006时，du 等y 0.009时，职挈 dy 3y 0.012时，得 0u 得 0.25 100 25u 患 0.25 零 50u招0.25号学udy 01.16 计算10度纯水在内径为 0.8mm的干净玻璃管内上升的毛细高度，如果管径为2mm时，上升高度又是多少？解：d1=0.8mm 时，4 cos 4 0.0742h1gd 999.7 9.807 0.8 10 30.03 9 7m37.9mmd2=2mm 时，4 cos4 0.0742h2gd-999.7 9.807 2 10 30.0151m15.1mm
