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文件名称:工程流体力学课后习题答案.docx
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更新时间:2025-06-05
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第1章绪论

【1-1】500cm3得某种液体,在天平上称得其质量为0、453kg,试求其密度和相对密度。

【解】液体得密度

相对密度

【1-2】体积为5m3得水,在温度不变得条件下,当压强从98000Pa增加到4、9×105Pa时,体积减少1

【解】由压缩系数公式

【1-3】温度为20℃,流量为60m3/h得水流入加热器,如果水得体积膨胀系数βt=0、00055K-1,问加热到

【解】根据膨胀系数

【1-4】用200升汽油桶装相对密度0、70得汽油。罐装时液面上压强为98000Pa。封闭后由于温度变化升高了20℃,此时汽油得蒸汽压力为17640Pa。若汽油得膨胀系数为0、0006K-1,弹性系数为13、72×106Pa,(1)试计算由于压力温度变化所增加得体积,(2)问灌装时

?【解】(1)由可得,由于压力改变而减少得体积为

由于温度变化而增加得体积,可由

(2)因为,相比之下可以忽略由压力变化引起得体积改变,则

δ习题1-5图油uyx【1-5】图中表示浮在油面上得平板,其水平运动速度为u=1m/s,δ=10mm,

δ

习题1-5图

u

y

x

【解】根据牛顿内摩擦定律

rz习题1-6

r

z

习题1-6图

u

【1-6】已知半径为R圆管中得流速分布为

式中c为常数。试求管中得切应力τ与r得关系。

【解】根据牛顿内摩擦定律

第2章流体静力学

【2-1】容器中装有水和空气,求A、B、C和D各点得表压力?

【解】空气各点压力相同,与空气接触得液面压力即为空气得压力,另外相互连通得同种液体同一高度压力相同,即等压面

题2-2图p

题2-2图

pa

C

pa

30cm

10cm

h

A

B

【2-2】如图所示得U形管中装有水银与水,试求:

(1)A、C两点得绝对压力及表压力各为多少?

(2)求A、B两点得高度差h?

【解】由,,

(1)

水油

H

p

h1

h2

R

题2-3图

(2)选取U形管中水银得最低液面为等压面,则

【2-3】在一密闭容器内装有水及油,密度分别为ρw及ρo,油层高度为h1,容器底部装有水银液柱压力计,读数为R,水银面与液面得高度差为h2,试导出容器上方空间得压力p与读数R得关系式。

【解】选取压力计中水银最低液面为等压面,则

p00.4mp压力气体题2-4图△hH【2-4】油罐内装有相对密度为0、7得汽油,为测定油面高度,利用连通器原理,把U形管内装上相对密度为1、26得甘油,一端接通油罐顶部空间,一端接压气管。同时,压力管得另一支引入油罐底以上得0、4m处,压气后,当液面有气逸出时,根据U形管内油面高度差△

p0

0.4m

p压力气体

题2-4图

△h

H

【解】选取U形管中甘油最低液面为等压面,由气体各点压力相等,可知油罐底以上0、4m处得油压即为压力管中气体压力,即

A··B1m△h题2-5图【2-5】图示两水管以U形压力计相连,A、B两点高差1m,U形管内装有水银,若读数△h=

·B

1m

△h

题2-5图

【解】选取U形管内水银最低液面为等压面,设B点到水银最高液面得垂直高度为x,则

THHpadoyxdDCPyDyCdL题2-6图【2-6】图示油罐发油装置,将直径为d得圆管伸进罐内,端部切成45°角,用盖板盖住,盖板可绕管端上面得铰链旋转,借助绳系上来开启。已知油深H=5m,圆管直径d=

T

H

H

pa

d

o

y

x

d

D

C

P

yD

yC

d

L

题2-6图

【解】分析如图,,

?以盖板上得铰链为支点,根据力矩平衡,即拉力和液体总压力对铰链得力矩平衡,以及切角成45°可知

其中

可得

HohBH0.4myCyDyDP题2-7图0.5m【2-7】图示一个安全闸门,宽为

H

o

h

B

H

0.4m

yC

y

D

yD

P

题2-7图

0.5

【解】分析如图所示,由公式可知,水深h越大,则形心和总压力得作用点间距离越小,即D点上移。当D点刚好位于转轴时,闸门刚好平衡,即。

则由B=0、6m,H=1m,可知

BR=1m油

B

R=1m

H

0.5m

0.5m

1.9m

A

o

H

等效自由液面

o

Ax

yC

C

(-)

h*=pB/ρog

Px

PZ

θ

P

题2-8图

【2-8】有一压力贮油箱(见图),其宽度(垂直于纸面方向)b=2m,箱内油层厚h1=1、9m,密度ρ0=800kg/m3,油层下有积水,厚度h2=0、4m,箱底有