工程流体力学课后习题-答案(杜广生)

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1、.《工程流体力学（杜广生）》习题答案第一章习题1.解：依据相对密度的定义：。式中，表示4摄氏度时水的密度。2.解：查表可知，标准状态下：，，，，，因此烟气在标准状态下的密度为：3.解：（1）气体等温压缩时，气体的体积弹性模量等于作用在气体上的压强，因此，绝对压强为4atm的空气的等温体积模量：；（2）气体等熵压缩时，其体积弹性模量等于等熵指数和压强的乘积，因此，绝对压强为4atm的空气的等熵体积模量：式中，对于空气，其等熵指数为1.4。4.解：根据流体膨胀系数表达式可知：因此，膨胀水箱至少应有的体积为2立方

2、米。5.解：由流体压缩系数计算公式可知：6.解：根据动力粘度计算关系式：7.解：根据运动粘度计算公式：......8.解：查表可知，15摄氏度时空气的动力粘度，因此，由牛顿内摩擦定律可知：9.解：如图所示，高度为h处的圆锥半径：，则在微元高度dh范围内的圆锥表面积：由于间隙很小，所以间隙内润滑油的流速分布可看作线性分布，则有：则在微元dh高度内的力矩为：因此，圆锥旋转所需的总力矩为：10.解：润滑油与轴承接触处的速度为0，与轴接触处的速度为轴的旋转周速度，即：由于间隙很小，所以油层在间隙中沿着径向的速度分布

3、可看作线性分布，即：则轴与轴承之间的总切应力为：克服轴承摩擦所消耗的功率为：因此，轴的转速可以计算得到：......11．解：根据转速n可以求得圆盘的旋转角速度：如图所示，圆盘上半径为r处的速度：，由于间隙很小，所以油层在间隙中沿着轴向的速度分布可看作线性分布，即：则微元宽度dr上的微元力矩：因此，转动圆盘所需力矩为：12.解：摩擦应力即为单位面积上的牛顿内摩擦力。由牛顿内摩擦力公式可得：13.解：活塞与缸壁之间的间隙很小，间隙中润滑油的速度分布可以看作线性分布。间隙宽度：因此，活塞运动时克服摩擦力所消耗的

4、功率为：14.解：对于飞轮，存在以下关系式：力矩M=转动惯量J*角加速度，即圆盘的旋转角速度：圆盘的转动惯量：式中，m为圆盘的质量，R为圆盘的回转半径，G为圆盘的重量。......角加速度已知：粘性力力矩：，式中，T为粘性内摩擦力，d为轴的直径，L为轴套长度，为间隙宽度。因此，润滑油的动力粘度为：15.解：查表可知，水在20摄氏度时的密度：，表面张力：，则由式可得，16.解：查表可知，水银在20摄氏度时的密度：，表面张力：，则由式可得，负号表示液面下降。......第二章习题1.解：因为，压强表测压读数均为

5、表压强，即，因此，选取图中1-1截面为等压面，则有：，查表可知水银在标准大气压，20摄氏度时的密度为因此，可以计算h得到：2.解：由于煤气的密度相对于水可以忽略不计，因此，可以得到如下关系式：（1）（2）由于不同高度空气产生的压强不可以忽略，即1,2两个高度上的由空气产生的大气压强分别为和，并且存在如下关系：（3）而煤气管道中1和2处的压强存在如下关系：（4）联立以上四个关系式可以得到：即：3.解：如图所示，选取1-1截面为等压面，则可列等压面方程如下：因此，可以得到：4.解：设容器中气体的真空压强为，绝对

6、压强为如图所示，选取1-1截面为等压面，则列等压面方程：因此，可以计算得到：......真空压强为：5.解：如图所示，选取1-1，2-2截面为等压面，并设1-1截面距离地面高度为H，则可列等压面方程：联立以上三式，可得：化简可得：6.解：如图所示，选取1-1,2-2截面为等压面，则列等压面方程可得：因此，联立上述方程，可得：因此，真空压强为：7.解：如图所示，选取1-1截面为等压面，载荷F产生的压强为对1-1截面列等压面方程：解得，......8.解：如图所示，取1-1,2-2截面为等压面，列等压面方程：对

7、1-1截面：对2-2截面：联立上述方程，可以求解得到：9.解：如图所示，取1-1截面为等压面，列等压面方程：因此，可以解得A，B两点的压强差为：如果，则压强差与h之间存在如下关系：10.解：如图所示，选取1-1,2-2,3-3截面为等压面，列等压面方程：对1-1截面：对2-2截面：对3-3截面：联立上述方程，可以解得两点压强差为：11.解：如图所示，选取1-1截面为等压面，并设B点距离1-1截面垂直高度为h......列等压面方程：，式中：因此，B点的计示压强为：12.解：如图所示，取1-1截面为等压面，列

8、等压面方程：解方程，可得：13.解：图示状态为两杯压强差为零时的状态。取0-0截面为等压面，列平衡方程：，由于此时，因此可以得到：（1）当压强差不为零时，U形管中液体上升高度h，由于A，B两杯的直径和U形管的直径相差10倍，根据体积相等原则，可知A杯中液面下降高度与B杯中液面上升高度相等，均为。此时，取0’-0’截面为等压面，列等压面方程：由此可以求解得到压强差为：将式（1）代入，可得14.解：根据力的平衡，可列