流体力学习题答案.docVIP

【11】500cm3的某种液体，在天平上称得其质量为0.453kg，试求其密度和相对密度。 【解】 相对密度 【12】体积为5m3的水，在温度不变的条件下，当压强从98000Pa增加到4.9×105Pa时，体积减少1。求水的压缩系数和弹性系数。 【解】 【13】温度为20℃，流量为60m3/h的水流入加热器，如果水的体积膨胀系数βt=0.00055K-1，问加热到80℃后从加热器中流出时的体积流量变为多少？ 【解】根据 则 【1】用200升汽油桶装相对密度0.70的汽油。罐装时液面上压强为98000Pa。封闭后由于温度变化升高了20℃，此时汽油的蒸汽压力为17640Pa。若汽油的膨胀系数为0.0006K-1，弹性系数为13.72×106Pa试计算由于压力温度变化所增加的体问时【】可得，由于压力改变而减少的体积为 由于温度变化而增加的体积，可由 得 （2）因为 得 【1】图中表示浮在油面上的平板，其水平运动速度为u=1m/s，δ=10mm，油品的粘度μ=0.9807Pas，求作用在平板单位面积上的阻力。 【解】根据牛顿内摩擦定律 则 【1】已知半径为R圆管中的流速分布为 式中c为常数。试求管中的切应力τ与r的关系。 【解】根据牛顿内摩擦定律 则 【21】容器中装有水和空气求A、B、C和D各点的表压力？ 【解】 【22】如图所示的U形管中装有水银与水，试求： A、C两点的绝对压力及表压力各为多少？ 求A、B两点的高度差h？ 【解】，， 得 （1） （2）选取U形管中水银 得 【23】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，水银面与液面的高度差为h2，试导出容器上方空间的压力p与读数R的关系式。 【解】选取压力计中水银最低液面为等压面，则 得 【24】油罐内装有相对密度为0.7的汽油，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的甘油，一端接通油罐顶部空间，一端接压气管。同时，压力管的另一支引入油罐底以上的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△h=0.7m来计算油罐内的油深H= ? 【解】选取U形管甘油最低液面为等压面，油罐底以上0.4m处 得 【25】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=0.5m，求A、B两点的压力差为多少？ 【解】选取U形管内水银最低液面为等压面，设B点到水银最高液面的垂直高度为x，则 得 　　　　　　　　 你的书稿：该处公式先前提一下！ 【26】图示油罐发油装置，将直径为d的圆管伸进罐内，端部切成45°角，用盖板盖住，盖板可绕管端上面的铰链旋转，借助绳系上来开启。已知油深H=5m，圆管直径d=600mm，油品相对密度0.85，不计盖板重力及铰链的摩擦力，求提升此盖板所需的力的大小？（提示：盖板为椭圆形，要先算出长轴2b和短轴2a，就可算出盖板面积A=πab）。 【解】分析如图， 以上的铰链为支点，根据力矩平衡铰链成45° 其中 可得 【27】图示一个安全闸门，宽为0.6m，高为1.0m。距底边0.4m处装有闸门转轴，使之仅可以绕转轴顺时针方向旋转。不计各处的摩擦力，问门前水深h为多深时，闸门即可自行打开？ 【解】分析如图所示由公式可知，水深h越大，则形心和总压力的作用点间距离越小，即D点上移。当D点刚好位于转轴时，闸门刚好平衡。 得 【28】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，箱底有一U型水银压差计，所测之值如图所示，试求作用在半径R=1m的圆柱面AB上的总压力（大小和方向）。 【解】分析如图所示选取水银压差计最低液面为等压面，则 　　由pB不为零可知　 曲面水平受力 曲面垂直受力 则 【29】一个直径2m，长5m的圆柱体放置在图示的斜坡上。求圆柱体所受的水平力和浮力。 【解】分析如图所示因为斜坡的倾斜角为60°，故经D点过圆心的直径与自由液面交于F点。 BC段和CD段水平方向的力相互抵消，故 圆柱体所受的水平力 圆柱体所受的浮力 【210】图示一个直径D=2m，长L=1m的圆柱体，其左半边为油和水，油和水的深度均为1m。已知油的密度为ρ=800kg/m3，求圆柱体所受水平力和浮力。 【解】因为左半边为不同液体，故分别来分析AB段和BC段曲面的受力情况。 AB曲面受力 应改为800 （2）BC曲面受力 可确定等效自由液面高度 则 则，圆柱体受力 （方向