工程流体力学袁恩熙课后习题答案

工程流体力学练习题

第1章

1-1解:设:柴油的密度为ρ,重度为γ;40C 水的密度为ρ0,重度为γ0。则在同一地点的相对密度与比重为:

0ρρ=

d ,0

γγ=c 30/830100083.0m kg d =⨯=⨯=ρρ

30/81348.9100083.0m N c =⨯⨯=⨯=γγ

1-2解:33

6

/126010

1026.1m kg =⨯⨯=-ρ

3/123488.91260m N g =⨯==ργ

1-3解:269/106.191096.101.0m N E V

V

V V

p p V V p p p ⨯=⨯⨯=∆-

=∆-=∆⇒∆∆-=ββ 1-4解:N m p V V p /105.210

4101000295

6

--⨯=⨯=∆∆-=β 2

99

/104.010

5.211m N E p

p ⨯=⨯=

=

-β 1-5解:1)求体积膨涨量与桶内压强

受温度增加的影响,200升汽油的体积膨涨量为:

()l T V V T T 4.2202000006.00=⨯⨯=∆=∆β

由于容器封闭,体积不变,从而因体积膨涨量使容器内压强升高,体积压缩量等于体积膨涨量。故:

2

6400/1027.16108.9140004

.22004

.2m N E V V V V V V p p T T p

T

T ⨯=⨯⨯⨯+=∆+∆-

=∆+∆-

=∆β

2)在保证液面压强增量0、18个大气压下,求桶内最大能装的汽油质量。设装的汽油体积为V,那么:体积膨涨量为:

T V V T T ∆=∆β

体积压缩量为:

()()T V E p V V E p

V T p

T p p ∆+∆=∆+∆=

∆β1 因此,温度升高与压强升高联合作用的结果,应满足:

()()⎪

⎪⎭⎫

⎝⎛∆-

∆+=∆-∆+=p T p T E p T V V T V V 1110ββ ()())(63.197108.9140001018.01200006.01200

1145

0l E p T V V p T =⎪⎪⎭

⎫

⎝⎛⨯⨯⨯-⨯⨯+=

⎪⎪⎭⎫ ⎝

⎛∆-∆+=

β

()kg V m 34.1381063.19710007.03=⨯⨯⨯==-ρ

1-6解:石油的动力粘度:s pa .028.01.0100

28

=⨯=

μ 石油的运动粘度:s m /1011.39

.01000028.025-⨯=⨯==

ρμν 1-7解:石油的运动粘度:s m St /1044.0100

40

25-⨯===

ν 石油的动力粘度:s pa .0356.010

4100089.05

=⨯⨯⨯==-ρνμ

1-8解:2/1147001

.01

147.1m N u

=⨯

==δ

μ

τ 1-9解:()()2/5.1621196.012.02

15

.0065.021m N d D u

u

=-⨯

=-==

μ

δ

μ

τ

N L d F 54.85.16214.01196.014.3=⨯⨯⨯=⨯⨯⨯=τπ

第2章

2-4解:设:测压管中空气的压强为p 2,水银的密度为1ρ,水的密度为2ρ。在水银面建立等压面1-1,在测压管与容器连接处建立等压面2-2。根据等压面理论,有

21p gh p a +=ρ (1)

gz p z H g p 2221)(ρρ+=++(2)

由式(1)解出p 2后代入(2),整理得:

gz gh p z H g p a 2121)(ρρρ+-=++

)

(559.08

.9136001

8.91000105.1745.08.9136004121水银柱mm g

gH

p p h a =⨯⨯⨯-⨯-⨯⨯=

--=

ρρ 2-5

解:设:水银的密度为1ρ,水的密度为2ρ,油的密度为

3ρ;4.0=h ,6.11=h ,3.02=h ,5.03=h 。根据等压面理论,在等压面1-1上有:

()

Pa

h h h g p gh p p gh h h h g p a a 55

321231031321201039.15.03.06.18.91000100013.15.08.913600)

()(⨯=++⨯⨯-⨯+⨯⨯=++-+=+=+++ρρρρ

在等压面2-2上有:

()

m

h

h H p gH gh gh p 5.1800

4.06.110003

212032120=-⨯=

-=++=+ρρρρρρ

2-6解:设:甘油的密度为1ρ,油的密度为2ρ,4.0=h 。根据等压面理论,在等压面1-1上有:

m h h H p h g h H g p 26.1700

7

.012604.0)(210120=⨯+=∆+

=+∆=-+ρρρρ 2-7解:设:水银的密度为1ρ,油的密度为2ρ。根据等压面理论,当进气关1通气时,在等压面1-1上有:

011120p h g gH p +∆=+ρρ(1)

当进气关2通气时,在等压面1-1上有:

021220

p h g gH p '+∆=+'ρρ(2) 式(1)-式(2),得:

()()

()()a

h h g H H h h g g h h g H H g 2112

121122211212∆-∆=

-∆-∆==∆-∆=-ρρργρρ

2

122212212h h a

h h g g h g H ∆-∆∆=∆=∆=

γρρρ