工程流体力学课后习题

第一章流体及其主要物理性质

1-1轻柴油在温度15ºC时相对密度为0.83，求它的密度和重度。

1-2甘油在温度0ºC时密度为1.26g/cm3，求以国际单位表示的密度和重度。

1-3 水的体积弹性系数为1.96×109N/m2，问压强改变多少时，它的体积相对压缩1％？

1-4 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βp和体积弹性系数E。

1-5 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20ºC，此时汽油的蒸气压为0.18大气压。若汽油的膨胀系数为0.0006ºC－1，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？

1-6 石油相对密度0.9，粘度28cP，求运动粘度为多少m2/s?

1-7 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？

1-8 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=1mm，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？

1-9 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=？

第二章 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h 为多少？

题2-2 题2-3

2-2. 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） 2-3. 今有U 形管，内装水和四氯化碳（CCl 4），如图所示。试求四氯化碳的相对密度。 2-4.

图示水罐中气体绝对压强p 1＝1.5×104Pa ，高度 H ＝1m 。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？

2-5. 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p 0。

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

题2-4

差h＝0.70m来推算油罐内的油深H为多少？

2-7.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Δh1，及2管通气时的Δh2。试根据1、2两管的沉没深度H1和H2以及Δh1和Δh2，推求油品重度的表达式。

2-8.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？

题2－8图题2－9图题2－10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h＝0.50m，求A、

B两点的压差为多少？

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h＝360mm，油的相对

密度0.78，则p A－p B＝？

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Δh＝125mm，求p A－p B＝？

题2-11 图

2-12.图示为校正压力表的压挤机，密闭室内油的容积V＝300cm3，圆柱塞直径d＝10mm，柱的螺距t＝2mm，摇柄半径r＝150mm，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，βp＝4.75×10-10Pa-1）

2-13.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Δz，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γa＝

11.82N/m3，结果又如何？

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，L＝30cm，h＝5cm。求

物体加速度a为多少？

2-15.盛水容器，试求其中深度H＝1m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；

（4）容器以15m/s2的匀加速度下降时；

2-16.在一直径D＝300mm、高H＝500mm的圆柱形容器

中注入水至高度h1＝300mm，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？（注：抛物体的体积是同底同高圆柱体体

积的一半）

2-17.木制提升式闸板，宽度B＝1.5m，水深H＝1.5m，

闸板与导槽间的摩擦系数为0.7，求提升闸板需

力多少？

2-18.图示油罐发油装置，将直径d的圆管伸进罐内，端部切成45º角，用盖板盖住，盖板可绕管端上面的铰链旋转，借助绳系上提来开启。若油深H＝5m，圆管直径d＝600mm，油品相对密度0.85，不计盖板重及铰链的摩擦力，求提升此盖板所需的力的大小。（提示：盖板为椭圆形，要先算出长轴2b和短轴2a，就可算出盖板面积A＝πab）

2-19.25m3卧式圆筒形油罐，长4.15m，内径2.54m，油品相对

密度0.70，油面高度在顶部以上0.20m，求端部圆面积上

所受的液体总压力的大小和压力中心位置？