流体力学课后习题答案第一章

第一章

1—1 解:

水的密度为1000kg/m3,2L水的质量和重量是多少?

m??v?1000?2?10?3?2kgG?mg?2?9.8?19.6N

1—2 体积为0.5 m3的油料,重量为4410N,试求该油料的密度是多少? 解;??mG4410???900kg/m3 vgv9.8?0.51—3 当空气的温度从0℃增加到20℃时,运动黏滞系数?值增加15%,密度减少10%,

问此时动力黏滞系数?值增加多少?

?0?v0??0?(1.035?1)v0?0?0.035v0?0解:

?1?(1?15%)v0(1?10%)?0?1.035v0?0

因此增加了3.5%

1—4 为了进行绝缘处理,将导线从充满绝缘涂料的模具中间拉过。已知导线直径为0.8mm,涂料的动力黏滞系数??0.02Pa?s,模具的直径为0.9mm,长度为20mm,导线的牵 拉

速度为50m/s。试求所需牵拉力?

du0.950?0.02?(2??)?2?10?6?1dy2?0.1 解:

2?1.0048?10?3NT??A1—5 某底面积为60cm?40cm的木块,质量5kg,沿着一与水平面成20°的涂有润滑油的斜面下滑。油层厚度为0.6mm,如以等速度U=0.84m/s下滑时,求油的动力黏滞系数??

Gsin20??A??解:??mgsin20duUA??Adyh

h/(UA) =5?9.8?sin20?0.6?10?3/(0.84?0.6?0.4) =0.05Pas1—6 温度为20℃的空气,在直径为2.5cm的管中流动,距管壁上1mm处的空气速度为

3cm/s。求作用于单位长度管壁上的黏滞切力为多少? 解:因为T=200,故查表得??1.83?10?5Pas

?2du3?10T??A?1.83?10?5?(??2.5?10?2)?dy1?10?3

T?43.10?10?6?0.043?10?3N1—7 一圆锥体绕其铅直中心轴等速旋转,锥体与固定壁面间的距离??1mm,用

??0.1pa?s的润滑油充满间隙。当旋转角速度??16s?1,锥体底部半径R=0.3m、高

H=0.5m时,求作用于圆锥的阻力矩。

???duwr??dy?dM??2?rdsr?w2?3R2?H2 =rdh?HR2?H2R3解: =?w2?h3dh3?HHH?w2?R2?H2R3M?h3dh3?0?HH?w? =R3R2?H22???0.1?16322 =2?0.001?0.30.3?0.51—8 水在常温下,压强由5at增加到10at时,密度改变多少?

P?RT

?39.5Nm?解:

?0??1P5at10at 0? ?1?RTRTRT/?0?2故变为原来的2倍。

1—9 体积为5m3的水,在温度不变的情况下,当压强从1at增加到5at时,体积减少1L,求水的压缩系数和弹性模量。 解:压缩系数为k

dv/v1?10?3/51?10?3k?????dP(5?1)at5?4?98000 =0.5?10?9m2/N体积摸量为K

K?1192??2?10N/m k0.5?10?81—10 如图所示的采暖系统,由于水温升高引起的水的体积膨胀,为了防止管道及暖气片

胀裂,特在系统顶部设置一膨胀水箱,使水的体积有自由膨胀的余地。若系统内水的总体积V=8m3,加热后温差50℃,水的热胀系数为0.0005/℃-1,求膨胀水箱的最小容积。

1dV?v?vdT3dV??VdT?0.0005?8?50?0.2m?解:膨胀系数为v: vVmin?8?0.2?8.2m31—11 钢贮罐内装满10℃的水,密封加热到75℃,在加热增压的温度和压强范围内,水的热胀系数为4.1?10?49/℃-1,体积模量为2?10Pa,罐体坚固,假设容积不变,试估算加

热后管壁所承受的压强。

dVdP?Vk?49解:dP??vdTk?4.1?10?(75?10)?2?10

?vdT? =533?102kpa1—12 汽车上路时,轮胎内空气的温度为20℃,绝对压强为395kPa,行驶轮胎内空气的温度上升到50℃,试求此时的压强。

p??RT

p0p0?1T1P1? p?1解:?T?T?0T00011p1?

395?1.05?(50?273)?381.01kpa1.2?(20?273)

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