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《工程流体力学》习题答案（杜广生主编）

第一章习题

1.解：依据相对密度的定义：.

式中，表示4摄氏度时水的密度。

2.解:查表可知，标准状态下：，，，，因此烟气在标准状态下的密度为：

3.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强，因此，绝对压强为4atm的

空气的等温体积模量：

*

♦

2（）气体等牖压缩时，其体积弹性模量等于等燃指数和压强的乘积，因此，绝对压强为4atm的空气的等燃体

积模量：

式礼对于空气，其等端指数为L4。

4.解：根据流体膨胀系数表达式可知：

因比膨胀水箱至少应有的体积为2立方米。

5o解：由流体压缩系数计算公式可知：

6解：根据动力粘度计算关系式：

O

7o解:根据运动粘度计算公式：

8o解：查表可知15摄氏度时空气的动力粘度，因此，由牛顿内摩擦定律可知：

9o解：

如羽所示，

高度为h处的圆锥半径：则在微元高度dh范围内的圆锥表面积：

由于间隙很小，所以间隙内润滑油的流速分布可看作线性分布♦，则有：

则在微元dh高度内的力矩为：

因比，圆锥旋转所需的总力矩为：

10o解：

润滑油与轴承接触处的速度为0与轴接触处的速度为轴的旋转周速度，即：

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：

则轴与轴承之间的总切应力为：

克服轴承摩擦所消耗的功率为：

因比，轴的转速可以计算得到：

H.解：

根据转速n可以求得圆盘的旋转角速度：

如羽所示，圆盘上半径为r处的速度:，由于间隙很小，所以油层在间隙中沿着轴向的速度分布可看作线性分

布，即：

则微元宽度dr上的微元力矩：

因比，转动圆盘所需力矩为：

12.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：

13。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：

因比，活塞运动时克服摩擦力所消耗的功率为：

14.解：

对于飞轮，存在以下关系式:力矩M=转动惯量J*角加速度，即

圆盘的旋转角速度：

圆盘的转动惯量：式中m为圆盘的质量，R为圆盘的回转半径，G为圆盘的重量.

角加速度已知：

粘性力力矩：，式中，T为粘性内摩擦力d为轴的直径，L为轴套长度，为间隙宽度。

因比，润滑油的动力粘度为：

15o解：

查表可知，水在20摄氏度时的密度：，表面张力：，则由式可得，

16.解：

查表可知，水银在20摄氏度时的密度：，表面张力：，则由式可得，

负号表示液面卜.降。

第二章习题

1.解：

因为，压强表测压读数均为表压强，即，

因比，选取图中1—1截面为等压面，则有：，

查表可知水银在标准大气压，20摄氏度时的密度为

因比，可以计算h得到：

2o解:

由于煤气的密度相对于水可以忽略不计，因此，可以得到如下关系式：

(1)(2)

由于不同高度空气产生的压强不可以忽略，即1，2两个高度上的由空气产生的大气压强分别为和，并且

存在如下关系:()

而煤气管道中1和2处的压强存在如下关系:(4)

联立以上四个关系式可以得到：

即：

3。解：

如羽所示，选取1—1截面为等压面，则可列等压面方程如下：

因比，可以得到：

4o解：

设容器中气体的真空压强为，绝对压强为

如织所示，选取1-1截面为等压面，则列等压面方程：

因比，可以计算得到：

真空压强为：

5o解：

如国所示，选取1-1,2—2截面为等压面，并设1—1截面距离地面高度为H,则可列等压面方程：

联立以上三式，可得：

化葡可得：

6o解：

如绍所示，选取1—1，2—2截面为等压面，则列等压面方程可得：

因比，联立上述方程，可得：

因比真空压强为：

7.解：

如图所示，选取1一1截面为等压面，

载荷F产生的压强为

对1—1截面列等压面方程：

解得，

8.解：

如