工程流体力学杜广生

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1、（杜广生）版《工程流体力学》习题答案第一章习题1-解：依据相対密度的定义：心伊牆*6。式中，pw表示4摄氏度时水的密度。2.解：查表可知，标准状态下：=1.976^/m3,Pq=2.927弦/",p（K=1.429jtg/m3,厶丄丄Pz=25kgi卅,=0.804^/7/?,因此烟气在标准状态下的密度为:2°=1.976x0.1354-2.927x0.003+1.429x0.052+1.251x0.76+0.804x0.05=1.341^/m33•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

2、强，因此，绝对压强为的空气的等温体积模量:7^=4x1()1325=4()5.3x10"。；（2）气体等嫡压缩时，其体积弹性模量等于等嫡指数和压强的乘积，因此，绝对压强为4油“的空气的等燔体积模量：心=®=1.4x4x101325=567.4x10%式中，对于空气，其等爛指数为1.4。4.解：根据流体膨胀系数表达式可知:dV=avVdT=0.005x8x50=2m3因此，膨胀水箱至少应有的体积为2立方米。5.解:由流体压缩系数讣算公式可知:塑J=0.5冈0F/Ndp(4.9-0.98)xl056・解:根据动力粘度讣算

3、关系式:jLi=pv=678x4.28xW7=2.9X10-4Pa•S7.解:根据运动粘度计算公式:_//_1.3xlO-3V———p999.4=1.3xl0_6m2/5&解：查表可知，15摄氏度时空气的动力粘度“=17・83xlO"Az・s,因此，由牛顿内摩擦定律可知:F=//A—=17.83xW6x^xO.2x-^-=3.36xlO-3^h0.0019.解:如图所示，高度为h处的圆锥半径：r=htana,则在微元高度dh范围内的圆锥表面积:dA-27rrdh2兀htanadhcosacosa由于间隙很小，所以间隙

4、内润滑油的流速分布可看作线性分布，则有:dv_v_v8corcohtana则在微元dh高度内的力矩为:“肩…cohtana17ihtanat小cotanyadM=TdA•r=/Jdh•htanQ二2®—hdhcosaocosa因此，圆锥旋转所需的总力矩为:M=fdM二2矽弓㈣■纠Jocosaihg以皿巡ocosa410.解:润滑油与轴承接触处的速度为。，与轴接触处的速度为轴的旋转周速度，职"罟由于间隙很小，所以油层在间隙中沿着径向的速度分布可看作线性分布，即:dv_vdy81)则轴与轴承Z间的总切应力为：T=TA=j

5、Li-7rDbO一V2克服轴承摩擦所消耗的功率为：P=Tv=jLi—7uDbO因此，轴的转速可以计算得到：b60u60IP860150・7xl03x0・8xl(y3*n-二J二J=2832.16兀D兀DV"Db3.14x0.2.245x3.14x02x03r/min11.解:277/7X90根据转速n可以求得圆盘的旋转角速度：3=于=「^-=56060如图所示，圆盘上半径为r处的速度：u=a)r,由于间隙很小，所以油层在I'可隙中沿着轴向的速度分布可看作线性分布，即：ayO则微元宽度di■上的微元力矩：dM-rd

6、A•r-u.餐2兀Mr•r-l^u.驾fdr-^Tr纟r3dr888因此，转动圆盘所需力矩为：DM二fdM二6龙2土fr3dr=67T2巴（°2}=6x3.142x—X=71.98N-mJ8{840.23x10-3412.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:dvv4F矿吩浚^.00杆丽产2沖Pa13.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：3=—=152<64524x10~3^0.1x10~3m22因此，活塞运动时克服摩擦力所消耗的功率为：TVV2

7、P=Tv=tAv=jLI—7rdLv=pvzcdL—o6r2=920x0.9144x10」x3.14x152.4x1Ofx30.48x10亠xr=4.42kW0.1xio314.解：对于飞轮，存在以下关系比力矩心动惯量尸角加速度乩即心罟厂心“一〜h、+宀2龙〃2-zrx600圆盘的旋转角速度：co===207U6060圆盘的转动惯量：J=mR2=—R2式中，m为圆盘的质量，R为圆盘的冋转半径，G为圆盘的重量。角加速度已知:4=0.02radIs2粘性力力矩：M=Tr=TA-=p-^7TdL-=20沪竺g,式屮，T为粘

8、性内摩擦力，d为轴的直径，L2/24/为轴套长度，8为间隙宽度。因此，润滑油的动力粘度为：JaGf^aS_500x(30x102)2x0,02x0.05xl035g7T2d3L~5x9.8x3.142x(2xW2)3x5x10'2=0.2325Pas15.解:coaf)查表可知，水在20摄氏度时的密度：p=99Skg/m3,表面张力：cr=0.