第1章 流体的主要物理性质

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1、第一章流体的主要物理性质（含绪论）1-1温度为38℃的水在一平板上流动（1）如果在处的速度分布求该点壁面切应力。38℃水的特性参数是：（2）在沿y方向传输的动量通量是多少？（3）在沿x方向有动量通量吗？若有，它是多少（垂直于流动方向的单位面积上的动量通量）？习题1-1示意图解：（1）壁面处，故有(2)(3)沿x方向的对流动量通量为1-2一平板距另一固定平板二板水平放置，其间充满流体，上板在单位面积上为的力作用下，以的速度移动，求该流体的动力粘度。解：由牛顿粘性定律由于两平板间隙很小，速度分布可认为是线性分布，可用增量来表示微分。1-3长度直径水平放置的圆柱体，置于内径的圆管中以的速度移动

2、，已知间隙中油液的密度为运动粘度求所需拉力F为多少？解：动力粘度为由牛顿粘性定律由于间隙很小，速度可认为是线性分布。1-4如图1-2所示，在两块相距20mm的平板间充满绝对粘度的油，如果以1m/s速度拉动距上平板5mm处、面积为0.5m2的薄板，求需要的拉力。题1-4示意图平板间薄板受力解：拉力1-5两平行板相距3.2mm,下板不动，而上板以1.52m/s的速度运动。欲使上板保持匀速运动状态，需要施加2.39N/m2的力，求板间流体的动力粘度系数？解：由因又故1-6某可压缩液体在圆柱形容器中，当压强为2MN/m2时体积为995cm3,当压强为1MN/m2时体积为1000cm3,问它的等温

3、压缩率кT是多少？解：1-7当一平板在以固定板对面以0.6m/s的速度移动时（如图），计算其稳定状态下的动量通量（N/m2）。板间距离为2mm，板间流体的动力粘度为v=2×10-6Pa·s,动量通量的方向如何？切应力的方向呢？题1-7示意图解：动量通量方向垂直于流体的流动方向，切应力方向与流体方向平行。1-8如图所示，在相距h=0.06m的两个固定平行板中间放置另一块薄板，在薄板的上下分别方有不同黏度的油，并且一种油的黏度是另一种油的2倍。当薄板以匀速v=0.3m/s被拖动时，没平方米受合力F=29N，求两种油的黏度各是多少？题1-8示意图解：由题意得：即：可得：1-9温度为20℃、流量

4、为60m3/h的水流入加热器,经加热后，说文生高到80℃，如果水的体积膨胀系数αV=550×10-6/℃。问水从加热器中流出时，体积流量变为多少。解：由式（1.9）得：则1-10用活塞油缸来测定某种液体的体积压缩系数。当压强为106Pa时，液体的体积为1L，当压力升高到2×106Pa时，液体的体积为995cm3，求这种液体的体积压缩系数κ．解：由式（1.8）得：1-11某种油的运动黏度是4.28×10－7m2/s，密度是68kg/m3，计算它的动力黏度数值。解：由式（1.13）得：1-12如果水的密度ρ＝999.4kg/m3，动力黏度μ＝1.3×10－3Pa˙s,求其运动黏度值。解：由式

5、（1.13）得：1-13动力黏度为μ作平行与x轴的剪切流动，速度分布为v=y2，试计算：（1）x=1截面上切向应力分布；（2）y=1截面上切向应力，并画出其方向。解：（1）由式（1.11）得，x=1截面上的切应力分布为：（2）y=1时，由（1）得方向水平向右1-14一长为L，宽为b的平板，完全浸没于黏性系数为μ的流体中，流体以速度v0沿平板流过，设流体质点在平板两侧任何一点的速度分布如图所示,求（1）平板上的总阻力。（2）处流体的内摩擦应力。（3）处流体的内摩擦应力。题1-14示意图解：（1）由式（1.10）得平板上的总阻力为：（2）在时，，流体的摩擦应力为：则处流体的摩擦应力为（3）在

6、时，，流体的摩擦应力为：则在处流体的摩擦应力为：1-15两大平板间距16mm，平板间油的黏度为0.22Pa∙s,试确定平板间面积为0.4m2薄平板以0.25m/s速度运动时需要的拉力。（a）薄平板在两大平板中间；（b）薄平板距上板5mm处。解：（1）薄板运动时必须克服流体的粘性阻力，其在两大平板中间所受总阻力为：即所需要的拉力为5.625N。（2）薄板在距上表面5mm处时，上表面所受阻力为：下表面所受阻力为：则所需拉力为：