(完整版)工程流體力學第二版習題答案解析-杜廣生

《工程流體力學》習題答案（杜廣生主編）第一章習題1.解：依據(jù)相對密度的定義：。式中，表示4攝氏度時水的密度。2.解：查表可知，標準狀態(tài)下：，，，，，因此煙氣在標準狀態(tài)下的密度為：3.解：（1）氣體等溫壓縮時，氣體的體積彈性模量等于作用在氣體上的壓強，因此，絕對壓強為4atm的空氣的等溫體積模量：；（2）氣體等熵壓縮時，其體積彈性模量等于等熵指數(shù)和壓強的乘積，因此，絕對壓強為4atm的空氣的等熵體積模量：式中，對于空氣，其等熵指數(shù)為1.4。4.解：根據(jù)流體膨脹系數(shù)表達式可知：因此，膨脹水箱至少應(yīng)有的體積為2立方米。5.解：由流體壓縮系數(shù)計算公式可知：6.解：根據(jù)動力粘度計算關(guān)系式：7.解：根據(jù)運動粘度計算公式：8.解：查表可知，15攝氏度時空氣的動力粘度，因此，由牛頓內(nèi)摩擦定律可知：9.解：如圖所示，高度為h處的圓錐半徑：，則在微元高度dh范圍內(nèi)的圓錐表面積：由于間隙很小，所以間隙內(nèi)潤滑油的流速分布可看作線性分布，則有：則在微元dh高度內(nèi)的力矩為：因此，圓錐旋轉(zhuǎn)所需的總力矩為：10.解：潤滑油與軸承接觸處的速度為0，與軸接觸處的速度為軸的旋轉(zhuǎn)周速度，即：由于間隙很小，所以油層在間隙中沿著徑向的速度分布可看作線性分布，即：則軸與軸承之間的總切應(yīng)力為：克服軸承摩擦所消耗的功率為：因此，軸的轉(zhuǎn)速可以計算得到：11．解：根據(jù)轉(zhuǎn)速n可以求得圓盤的旋轉(zhuǎn)角速度：如圖所示，圓盤上半徑為r處的速度：，由于間隙很小，所以油層在間隙中沿著軸向的速度分布可看作線性分布，即：則微元寬度dr上的微元力矩：因此，轉(zhuǎn)動圓盤所需力矩為：12.解：摩擦應(yīng)力即為單位面積上的牛頓內(nèi)摩擦力。由牛頓內(nèi)摩擦力公式可得：13.解：活塞與缸壁之間的間隙很小，間隙中潤滑油的速度分布可以看作線性分布。間隙寬度：因此，活塞運動時克服摩擦力所消耗的功率為：14.解：對于飛輪，存在以下關(guān)系式：力矩M=轉(zhuǎn)動慣量J*角加速度，即圓盤的旋轉(zhuǎn)角速度：圓盤的轉(zhuǎn)動慣量：角加速度已知：粘性力力矩：式中，m為圓盤的質(zhì)量，R為圓盤的回轉(zhuǎn)半徑，G為圓盤的重量。，式中，T為粘性內(nèi)摩擦力，d為軸的直徑，L為軸套長度，為間隙寬度。因此，潤滑油的動力粘度為：15.解：查表可知，水在20攝氏度時的密度：，表面張力：，則由式可得，16.解：查表可知，水銀在20攝氏度時的密度：，表面張力：，則由式可得，負號表示液面下降。第二章習題1.解：因為，壓強表測壓讀數(shù)均為表壓強，即，因此，選取圖中1-1截面為等壓面，則有：，查表可知水銀在標準大氣壓，20攝氏度時的密度為因此，可以計算h得到：2.解：由于煤氣的密度相對于水可以忽略不計，因此，可以得到如下關(guān)系式：（1）（2）由于不同高度空氣產(chǎn)生的壓強不可以忽略，即1,2兩個高度上的由空氣產(chǎn)生的大氣壓強分別為（3）和，并且存在如下關(guān)系：而煤氣管道中1和2處的壓強存在如下關(guān)系：（4）聯(lián)立以上四個關(guān)系式可以得到：即：3.解：如圖所示，選取1-1截面為等壓面，則可列等壓面方程如下：因此，可以得到：4.解：設(shè)容器中氣體的真空壓強為，絕對壓強為如圖所示，選取1-1截面為等壓面，則列等壓面方程：因此，可以計算得到：真空壓強為：5.解：如圖所示，選取1-1，2-2截面為等壓面，并設(shè)1-1截面距離地面高度為H，則可列等壓面方程：聯(lián)立以上三式，可得：化簡可得：6.解：如圖所示，選取1-1,2-2截面為等壓面，則列等壓面方程可得：因此，聯(lián)立上述方程，可得：因此，真空壓強為：7.解：如圖所示，選取1-1截面為等壓面，載荷F產(chǎn)生的壓強為對1-1截面列等壓面方程：解得，8.解：如圖所示，取1-1,2-2截面為等壓面，列等壓面方程：對1-1截面：對2-2截面：聯(lián)立上述方程，可以求解得到：9.解：如圖所示，取1-1截面為等壓面