流体力学与流体机械习题参考答案讲解

删掉的题目:1-14、2-6、2-9、2-11、2-17、3-10、3-19、4-5、4-13

《流体力学与流体机械之流体力学》

第一章 流体及其物理性质

1-8 1.5m3的容器中装满了油。已知油的重量为12591N。求油的重度?和密度?。 解:??m12591??856.5kg/m3;???g?8394N/m3 V9.8?1.51-11 面积A?0.5m2的平板水平放在厚度h?10mm的油膜上。用F?4.8N的水平力拉它以U?0.8m/s速度移动(图1-6)。若油的密度??856kg/m3。求油的动力粘度和运动粘度。

FU?9.6N/m2,???,

hA?h所以,???0.12Pas,???/??0.12/856?1.4?10?4m2/s

U解:??21-12 重量G?20N、面积A?0.12m的平板置于斜面上。其间充满粘度

??0.65Pas的油液(图1-7)。当油液厚度h?8mm时。问匀速下滑时平板的速度是多少。

解:F?Gsin20?6.84N,??F?57Pas, A因为????h57?0.008U??0.7m/s ,所以U??0.65h1-13 直径d?50mm的轴颈同心地在D?50.1mm的轴承中转动(图1-8)。间隙中润滑油的粘度??0.45Pas。当转速n?950r/min时,求因油膜摩擦而附加的阻力矩M。

解:将接触面沿圆柱展开,可得接触面的面积为:

A??dL???0.05?0.1?0.016m2

dd2?n???2.49m/s 2260D?d 接触面间的距离为:???0.05mm

2 接触面上的相对速度为:u?接触面之间的作用力:F??Adu???A?358.44N dyud?8.9Nm 21-14 直径为D的圆盘水平地放在厚度为h的油膜上。当驱动圆盘以转速n旋转则油膜的附加阻力矩为:M?F时,试证明油的动力粘度?与驱动力矩M的关系为:

??证明:??960hM 24?nD2?n?n?nr,v??r? ?603030v??2nr2dr??2nr3dr,dM?dFr? dA?2?rdr,dF??dA?15hh15hM??D/2??2nr3dr15h0???2nD4960h

所以:??960hM

?2nD4第二章 流体静力学

2-5 试求潜水员在海面以下50m处受到的压力。海面上为标准大气压,海水重度??9990N/m3。

解:P?Pa??h?1?105?9990?50?6?105Pa

2-6 开敞容器,盛装?2??1两种液体,如图2-27所示,求:①在下层液体中任一点的压力;②1和2两测压管中的液面哪个高些?哪个和容器内的液面同高?为什么?

解:①P?Pa??1h1??2h2 其中,h1为上层液体的深度,h2为下层液体中任一点距离分界面的距离。

②测压管1的液面高些,与容器的液面同高。

管1中的流体与容器中上层流体为同一种流体,并相互连通,根据等压面的性质,对于同一种流体并连通时,任一水平面为等压面,即管1中的液面与容器内的液面等高。

划交界面的延长线,并与管2相交,根据等压面的定义可知,这是一个等压面:p??1h1??2h'

?2??1

?h1?h'

2-7 如图2-28所示的双U形管,用来测定重度比水小的液体的密度。试用液柱高度差来确定位置液体的密度?。(管中的水是在标准大气压下,4C的纯水)

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