工程流体力学答案1-5章

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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：石油的运动粘度：1-7解：石油的运动粘度：石油的动力粘度：1

2、-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，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

3、-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。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

4、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6m/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

5、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，

6、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：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2-2

7、5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