工程流体力学课后练习题答案

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时间:2018-10-24

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1、工程流体力学练习题第一章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和比重为:,1-2解:1-3解:1-4解:1-5解:1)求体积膨涨量和桶内压强受温度增加的影响,200升汽油的体积膨涨量为: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)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:体积压缩量为:因此,温度升高和压强升高联合作用的结果,应满足:1-6解:石油的动力粘度:石油的运动粘

2、度:1-7解:石油的运动粘度:石油的动力粘度:1-8解:1-9解:第二章2-4解:设:测压管中空气的压强为p2,水银的密度为,水的密度为。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(1)(2)由式(1)解出p2后代入(2),整理得:2-5解:设:水银的密度为,水的密度为,油的密度为;,,,。根据等压面理论,在等压面1-1上有:在等压面2-2上有:2-6解:设:甘油的密度为,油的密度为,。根据等压面理论,在等压面1-1上有:2-7解:设:水银的密度为,油的密度为。根据等压面理论,当进气关1通气时,

3、在等压面1-1上有:(1)当进气关2通气时,在等压面1-1上有:(2)式(1)-式(2),得:2-8解:设:水银的密度为,热水的密度为,锅炉内蒸汽压强为,大气压强为。根据等压面理论,在等压面1-1上有:(1)在等压面2-2上有:(2)将式(1)代入(2),得:2-9解:设:水银的密度为,水的密度为。根据等压面理论,在等压面1-1上有:2-10解:设:水银的密度为,油的密度为。根据题意,有:(1)(2)根据等压面理论,在等压面1-1上有:(3)将式(3)代入(1),得:(4)将(4)-(2),得:2-11解:设:水的密度为,油的密度为。

4、根据题意,有:2-12解:设:手轮的转数为n,则油被压缩的体积为:根据压缩性,有:2-13解:设:水银的密度为,水的密度为。根据等压面理论,在等压面1-1上有:当测压管下移时,根据压缩性,在等压面1-1上有:2-14解:建立坐标如图所示,根据匀加速直线运动容器中相对静止液体的等压面方程,有:设x=0时,自由界面的Z坐标为Z1,则自由界面方程为:设x=L时,自由界面的Z坐标为Z2,即:2-15解:根据题意,容器在Z方向作匀加速运动。建立坐标如图所示,根据匀加速直线运动容器中相对静止液体的压强方程,有:当Z=0时,p=p0。则1)容器以6

5、m/s2匀加速向上运动时,,则:2)容器以6m/s2匀加速向下运动时,,则:3)容器匀加速自由下落时,,则:4)容器以15m/s2匀加速向下运动时,,则:2-16解:建立坐标如图所示,根据匀速旋转容器中相对静止液体的液面等压面方程,有:式中r=0时,自由界面的Z坐标为Z0。1)求转速n1由于没有液体甩出,旋转前后液体体积相等,则:(1)当式中r=R时,自由界面的Z坐标为H,则:(2)将式(1)代入(2),得:2)求转速n2当转速为n2时,自由界面的最下端与容器底部接触,z0=0。因此,自由界面方程为:当式中r=R时,自由界面的Z坐标为

6、H,则:2-17解:建立坐标如图所示,根据题意,闸门受到的液体总压力为:在不考虑闸门自重的情况下,提起闸门的力F为:2-18解:建立坐标如图所示。闸板为椭圆形,长半轴,短半轴。根据题意,总压力P为:闸板压力中心为:在不考虑闸板自重的情况下,提起闸板的力F为:2-19解:建立坐标如图所示。油罐端部的投影为园形,直径为D=2.54m。根据题意,总压力P为:压力中心为:2-20解:1)求液面高度:设下圈高度为dz,受到的压力为:2)求下圈受到的拉应力2)求下圈壁厚e根据强度理论,有,则:2-21解:建立坐标如图示。总压力的作用点的z坐标为:

7、闸门能自动打开,要求2-22解:1)求上半球受到的液体总压力根据压力体理论,上半球受到的液体总压力为:上半球受到的液体总压力即为螺栓受到的总拉力。2-23解:设:油面蒸汽压为p0,油的密度为。建立坐标如图所示。1)A-A截面上的作用力2)B-B截面上的作用力2-24解:根据题意,得2-25解:根据题意,得真空度为:真空度大于4.688m,球阀可打开。2-26解:根据题意,得:2-27解:设:木头的密度为,水的密度为。根据题意,得取n=11第三章补充题:1.在任意时刻t流体质点的位置是,其迹线为双曲线。质点速度和加速度在x和y方向的分量

8、是多少?2.已知速度场,,。试求当t=0.5时在x=2,y=1,z=3处流体质点的加速度。3.已加欧拉方法描述的流速为:,。试求t=0时,过点(100,10)的流体质点的迹线。4.流体运动由拉格朗日变数表达式为:,,。求

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