《工程流体力学》课后习题答案.pdf
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1第一章第一章流体及其主要物理性质流体及其主要物理性质1-1.轻柴油在温度15C时相对密度为0.83，求它的密度和重度。
解：
4C时33/9800/1000mNmkg水水相对密度：
水水d所以，33/8134980083.083.0/830100083.083.0mNmkg水水1-2.甘油在温度0C时密度为1.26g/cm3，求以国际单位表示的密度和重度。
解：
33/1000/1mkgcmgg333/123488.91260/1260/26.1mNgmkgcmg1-3.水的体积弹性系数为1.96109N/m2，问压强改变多少时，它的体积相对压缩1？
解：
dpVdVPaEpp）（1MPaPaEEVVVVpp6.191096.101.071-4.容积4m3的水，温度不变，当压强增加105N/m2时容积减少1000cm3，求该水的体积压缩系数p和体积弹性系数E。
解：
1956105.2104101000PapVVpPaEp89104105.2111-5.用200L汽油桶装相对密度为0.70的汽油，罐装时液面上压强为1个大气压，封闭后由于温度变化升高了20C，此时汽油的蒸气压为0.18大气压。
若汽油的膨胀系数为0.0006C1，弹性系数为14000kg/cm2。
试计算由于压力及温度变化所增减的体积？
问灌桶时每桶最多不超过多少公斤为宜？
解：
EEg140009.8104Pap0.18atdppVdTTVdV00VTVTVVTT00VpVpVVpp所以，dpVdTVdppVdTTVdVpT00工程流体力学书本答案（长江大学专用）长江大学2从初始状态积分到最终状态得：
LLLVppEVTTVVdpVdTVdVTpppTTTVV4.21057.24.2200108.914000108.918.0200200006.0）
（1）（3440000000000即kgVVM32.13810004.220010007.0另解另解：
设灌桶时每桶最多不超过V升，则200ptdVdVVVdtVdVtt2000061.0VdpVdVpp18.0140001（1大气压1Kg/cm2）V197.6升dVt2.41升dVp2.5210-3升G0.1976700138Kg1352.4N1-6.石油相对密度0.9，粘度28cP，求运动粘度为多少m2/s?
解：
sPaPsPasmPaPcP1.0110110132cStStsm3131.0/101.310009.010282531-7.相对密度0.89的石油，温度20C时的运动粘度为40cSt，求动力粘度为多少？
解：
89.0水d40cSt0.4St0.410-4m2/s0.410-48903.5610-2Pas1-8.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=1，油的动力粘度1.147Pas，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？
长江大学3解：
233/10147.11011147.1mNdydu1-9.如图所示活塞油缸，其直径D12cm，活塞直径d11.96cm，活塞长度L14cm，油的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：
AdL,0.65P0.065Pas,u0.5m/s,y=（D-d）/2NdyduAF55.821096.11125.010141096.1114.3065.0222题4第二章第二章流体静力学流体静力学2-1.如图所示的U形管中装有水银与水，试求：
（1）A、C两点的绝对压力及表压各为多少？
（2）A、B两点的高度差为多少？
解：
pA表h水0.3mH2O0.03at0.39800Pa2940PapA绝pa+pA表（10+0.3）mH2O1.03at10.39800Pa100940PapC表hghhg+pA表0.113.6mH2O+0.3mH2O1.66mH2O0.166at1.669800Pa16268PapC绝pa+pC表（10+1.66）mH2O11.66mH2O1.166at11.669800Pa114268Pa30cmH2O13.6hcmH2Oh30/13.6cm=2.2cm题2-2题2-32-2.水银压力计装置如图。
求管中心A处绝对压力及表压力？
（设油品相对密度为0.9）解：
pA表1513.610+350.9cmH2O225.5cmH2O0.2255at2.2099101044PapA绝pa+pA表（10+2.255）mH2O1.2255at120099Pa2-3.今有U形管，内装水和四氯化碳（CCl4），如图所示。
试求四氯化碳的相对密度。
解：
列等压面方程：
30.6cmH2O17.8cmH2O+8.04ccld6.188.176.304ccld2-4.图示水罐中气体绝对压强p11.5104Pa，高度H1m。
当时的大气压强相当于745mm水银柱高。
试求玻璃管中水银的上升高度h为多少？
解：
绝对压强p11.5104Pap1+Hpahghhgh74510-313.69800-1.5104-980019.929104-1.5104-0.981047.449104Pah7.449104/（13.69800）=0.56m题2-4二：
52-5.油罐内装相对密度0.8的油品，下有底水，为测定油深及油面上的压力，装置如图所示的U形管水银压力计，测得各液面位置如图。
试确定油面高度H及液面压力p0。
解：
13.60.5-0.86mH2O6-1.66-0.4d油HH（1.6-0.4）/d油1.5mP06-1.6mH2O4.4mH2O0.44at4.312104Pa（表压）题2-5图2-6.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h0.70m来推算油罐内的油深H为多少？
解：
p甘油hp汽油（H-0.4）H甘油h/汽油+0.4=1.260.7/0.70+0.4=1.66m2-7.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h1，及2管通气时的h2。
试根据1、2两管的沉没深度H1和H2以及h1和h2，推求油品重度的表达式。
解：
2021012022210111HhHhHphpHphpHgHgHgHg2121021021HHhhHHhhHgHg2-8.如图所示热水锅炉，h250mm，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？
6解：
CDp0hgh213.698005010-3pa6664Pap0hgh2水h1mmmhhHg68068.010506.13321水水水题28图题29图题210图2-9.图示两水管以U形压力计相连，A、B两点高差1m，U形管内装水银，若读数h0.50m，求A、B两点的压差为多少？
解：
HAHB1h1-0.500.50matPahHphHHpphHpHpHgBAHgBAABHgAABB73.0715405.098006.135.09800水水水水2-10.欲测输油管上A、B两点的压差，使用U形管压差计，内装水银，若读数h360mm，油的相对密度0.78，则pApB？
解：
atPahhhhpphhhpphhphpHgBAABHgBAHgBBAA46.096.4522810360980078.06.1378.06.133水水油油油油2-11.为测水管上微小压差，使用倒U形管，上部充以相对密度0.92的油，若h125mm，求pApB？
解：
PahhhpphhphpBADBA9810125980008.092.013C水油水油水水2-12.图示为校正压力表的压挤机，密闭室内油的容积V300cm3，圆柱塞直径d10mm，柱的螺距t2mm，摇柄半径r150mm，求获得250大气压时所需的手摇轮的转数？
（根据油的压缩性找出体积平衡关系，p4.7510-10Pa-1）长江大学7解：
圈2324.2201.014.3102108.9250103001075.44442346200210DtpVnpVDntpp2-13.用水银测压计测量容器中的压力，测得水银柱高差为h，如图所示。
若将测压管下移到虚线位置，左侧水银面下降z，如果容器内压力不变，问水银柱高差h是否改变？
改变多少？
若容器内是空气，重度a11.82N/m3，结果又如何？
解：
p+水zHghh=p+水（z+z）/Hgh=h-h=p+水（z+z）-p-水z/Hg=（水/Hg）z=z/13.60.07353z所以，水银柱高度差h变大。
若容器中是空气a11.82N/m3p=Hghh=p/Hg与z无关，h不变2-14.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，L30cm，h5cm。
求物体加速度a为多少？
解：
自由液面方程：
xgazs2211xgazxgazss其中，x115cm，x215cm，zs1zs2h5cmzs1zs2a（x2x1）/gagh/L=9.80.05/0.3=1.63m/s22-15.盛水容器，试求其中深度H1m处的液体压力。
（1）容器以6m/s2的匀加速度垂直上升时；
（2）容器以6m/s2的匀加速度垂直下降时；（3）自由下落时；8（4）容器以15m/s2的匀加速度下降时；解：
如图建立直角坐标系，则在dp（Xdx+Ydy+Zdz）中有：
X0，Y0，Zga所以，dp-（g+a）dz积分上式：
p-（g+a）z+C代入边界条件：
z0时，p0（表压）得C0所以：
p-（g+a）z，令zH得：
p（g+a）H
（1）容器以6m/s2的匀加速度垂直上升时：
a6m/s2p（g+a）H（9.8+6）1000115800Pa0.16at
（2）容器以6m/s2的匀加速度垂直下降时：
a6m/s2p（g+a）H（9.86）100013800Pa0.039at（3）自由下落时：
a9.8m/s2p（g+a）H（9.8-9.8）100010（4）容器以15m/s2的匀加速度下降时：
a15m/s2p（g+a）H（9.815）10001-5200Pa0.053at2-16.在一直径D300mm、高H500mm的圆柱形容器中注入水至高度h1300mm，然后使容器绕其垂直轴旋转。
试决定能使水的自由液面到达容器上部边缘时的转数n1。
当转数超过n1时，水开始溢出容器边缘，而抛物面的顶端将向底部接近。
试求能使抛物面顶端碰到容器底时的转数n2，在容器静止后水面高度h2将为多少？
解：
自由液面方程：
grzs222注：
抛物体的体积是同底同高圆柱体体积的一半gRRgRV422142222抛12122hHRVhRVHR抛抛11112421244nRhHghHRgRmin/34.178/97.21015014.3103005008.93311rsrRhHgn2/2HRV抛min/4.199/323.31015014.32105008.922423322422rsrRgHnHRgRn9mmHh250250022附证明附证明：
抛物体的体积是同底同高圆柱体体积的一半抛物体的体积是同底同高圆柱体体积的一半gRRgRV422142222抛grgrrzrVVgrrgdrrgdrgrrgrdrdzrVrrrzz222
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