工程流體力學(xué)答案詳解

1、第一章 第一章 流體及其物理性質(zhì) 流體及其物理性質(zhì)1－1 已知油的重度為 7800N/m3，求它的密度和比重。又，0.2m3 此種油的質(zhì)量和重量各為多少？已知 已知 已知 已知 已知 已知： ： ：γ＝7800N/m3；V＝0.2m3。解析 解析 解析 解析 解析 解析： ： ：(1) 油的密度為 ； 3 kg/m 795 81 . 97800 ? ? ? g? ?油的比重為 795 . 0 1000795O H2? ? ? ??

2、 S(2) 0.2m3 的油的質(zhì)量和重量分別為kg 159 2 . 0 795 ? ? ? ? V M ?N 1560 2 . 0 7800 ? ? ? ? V G ?1－2 已知 300L(升)水銀的質(zhì)量為 4080kg，求其密度、重度和比容。已知： 已知： 已知： 已知： 已知： 已知：V＝300L，m＝4080kg。解析 解析 解析 解析 解析 解析： ： ：水銀的密度為 33 kg/m 13600 10 3004080 ? ?

3、 ? ? ? Vm ?水銀的重度為 3 N/m 133416 81 . 9 13600 ? ? ? ? g ? ?水銀的比容為 kg / m 10 353 . 7 136001 1 3 5 ? ? ? ? ? ? v1－3 某封閉容器內(nèi)空氣的壓力從 101325Pa 提高到 607950Pa，溫度由 20℃升高到 78℃，空氣的氣體常數(shù)為 287.06J/kg·K。問每 kg 空氣的體積將比原有體積減少多少？減少的百分比

4、又為多少？已知： 已知： 已知： 已知： 已知： 已知：p1＝101325Pa，p2＝607950Pa，t1＝20℃，t2＝78℃，R＝287.06J/kg·K。解析 解析 解析 解析 解析 解析： ： ：由理想氣體狀態(tài)方程(1－12)式，得kg / m 83 . 0 101325) 273 20 ( 06 . 287 3111 ? ? ? ? ? pRT vkg / m 166 . 0 607950) 273 78 ( 06

5、 . 287 3222 ? ? ? ? ? pRT vkg / m 664 . 0 166 . 0 83 . 0 32 1 ? ? ? ? v v% 80 % 100 83 . 0166 . 0 83 . 0 % 10012 1 ? ? ? ? ? ?vv v由(1－10)式 ，得油槽的體積為 Vp V E dd ? ?359m 150 10 ) 1 5 ( 4510 35 . 1 2 ? ? ? ?? ? ? ? pVE V ??1－

6、8 體積為 5m3 的水在溫度不變的條件下，壓力從 1 大氣壓增加到 5 大氣壓，體積減小了 1L，求水的體積壓縮系數(shù)和彈性系數(shù)值。已知： 已知： 已知： 已知： 已知： 已知：V＝5.0m3，p1＝1.0×105Pa，p2＝5.0×105Pa，ΔV＝1L。解析 解析 解析 解析 解析 解析： ： ：由(1－9)和(1－10)式，得水的體積壓縮系數(shù)及彈性系數(shù)值分別為N / m 10 0 . 5 10 ) 0 . 1

7、0 . 5 ( 0 . 510 0 . 1dd 2 1053p??? ? ? ? ?? ? ? ? p VV ?2 910pm / N 10 0 . 2 10 0 . 51 1 ? ? ? ? ? ? ? E1－9 某液體的動(dòng)力粘度為 0.0045Pa·s，其比重為 0.85，試求其運(yùn)動(dòng)粘度。已知： 已知： 已知： 已知： 已知： 已知：μ＝0.0045Pa·s，S＝0.85。解析 解析 解析 解析 解析 解析： ：

8、 ：運(yùn)動(dòng)粘度為 s / m 10 294 . 5 1000 85 . 00045 . 0 2 6 ? ? ? ? ? ? ?? ?1－10 某氣體的重度為 11.75N/m3，運(yùn)動(dòng)粘度為 0.157cm2/s，試求其動(dòng)力粘度。已知 已知 已知 已知 已知 已知： ： ：γ＝11.75N/m3，ν＝0.157cm2/s。解析 解析 解析 解析 解析 解析： ： ：動(dòng)力粘度為 s Pa 10 88 . 1 81 . 910 157 .

9、0 75 . 11 54? ? ? ? ? ? ? ? ??g? ? ? ? ?1－11 溫度為 20℃的空氣在直徑為 2.5cm 的管道中流動(dòng)。在距管壁 1mm 處空氣流速為 3cm/s，試求：(1)管壁處的切應(yīng)力；(2)單位管長的粘性阻力。已知： 已知： 已知： 已知： 已知： 已知：d＝2.5cm，u＝3cm/s，δ＝1mm，μ＝18.08×10－6Pa·s。解析 解析 解析 解析 解析 解析： ： ：根據(jù)牛

10、頓內(nèi)摩擦定律，得管壁處的切應(yīng)力為2 4 60 m / N 10 424 . 5 001 . 00 03 . 0 10 08 . 18 dd ? ? ? ? ? ? ? ? ? yu ? ?單位管長的粘性阻力為m / N 10 258 . 4 1 025 . 0 14 . 3 10 424 . 5 5 40? ? ? ? ? ? ? ? ? ? A T ?1－12 有一塊 30×40cm2 的矩形平板，浮在油面上，其水平運(yùn)動(dòng)的速