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
则
【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
得
(2)因为,相比之下可以忽略由压力变化引起得体积改变,则
由
得
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
油
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
则
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
水
【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,,
得
(1)
水油
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
得
【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
得
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
得
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=
A·
·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
得
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
油
水
H
0.5m
0.5m
1.9m
A
o
汞
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