流体力学课后作业答案李玉柱

1.1 A pressure of 2?106N/m2 is applied to a mass of water that initially filled a 1,000cm3 volume. Estimate its volume after the pressure is applied.

将2?106N/m2 的压强施加于初始体积为1,000cm3的水上，计算加压后水的体积。

(999.1cm3)

1.2 As shown in Fig.1-9, in a heating system there is a dilatation water tank. The whole volume of the water in the system is 8m3. The largest temperature rise is 500C and the coefficient of volume expansion is ?v=0.0005 1/K, what is the smallest cubage of the water bank?

如图1-10所示，一采暖系统在顶部设一膨胀水箱，系统内的水总体积为8m3，最大温升500C，膨

绪论

1如何选用液压油？

选用液压油时，首先选择适当的油液品种其次选择合适的粘度。

选用液压油液的粘度要考虑环境温度、工作压力、运动速度、泵的类型 液压系统的环境温度：

矿物油的粘度受温度影响很大，为保证在工作温度下有较适宜的粘度，还必须考虑环境温度的影响。当温度高时，宜采用粘度较高的油液；环境温度低时，宜采用粘度较低的油液 液压系统的工作压力：

通常工作压力较高时，宜选用粘度较高的油，以免系统泄漏过多，效率过低；工作压力较低时，宜用粘度较低的油，这样可以减少压力损失。 运动速度：

当液压系统工作部件的运动速度很高时，油液的流速也高，液压损失随着增大，而泄漏相对减少，因此宜用粘度较低的油液；反之，当工作部件运动速度较低时，每分钟所需的油量很小，这时泄漏相对较大，对系统的运动速度影响也较大，所以宜选用粘度较高的油液。 2 液压系统组成

液压系统由动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件和液压油组成 第一章 一、补充题

1在图中所示液压缸装置中，d1=20mm,d2=40mm,D1=75mm,D2=125mm,qv1=25L/min.求v1，v2和qv2各多少？

A1??(D12?d12)4?4.1*10m

高 等 学 校 教 学 用 书

流体力学

习题参考答案

主讲：张明辉

高等教育出版社

李玉柱，苑明顺编.流体力学与流体机械, 北京：高等教育出版社，2008.1（2009重印）

《流体力学》

第一章 绪论

1-1 空气的密度??1.165kg/m3，动力粘度??1.87?10?5Pa?s，求它的运动粘度?。

?1.87?10?5Pa?s??1.61?10?5m2/s 解：由v?得，v??3?1.165kg/m?1-2 水的密度??992.2kg/m3，运动粘度v?0.661?10?6m2/s，求它的动力粘度?。 解：由v??得，?????992.2kg/m3?0.661?10?6m2/s?6.56?10?4Pa?s ?1-3 一平板在油面上作水平运动，如图所示。已知平板运动速度V＝lm/s，板与固定边界的距离δ＝5mm，油的粘度??0.1Pa?s，求作用在平板单位面积上的粘滞阻力。

解：假设板间流体中的速度分布是线性的，则板间流体的速度梯度为

duV1m/s???200s?1 ?3dy?5?10m由牛顿内摩擦定律???du，可得作用在平板单位面积上的粘滞阻力为 dy???du?0.1Pa?s?200s-1?20Pa dy1-4

高 等 学 校 教 学 用 书

流体力学

习题参考答案

主讲：张明辉

高等教育出版社

李玉柱，苑明顺编.流体力学与流体机械, 北京：高等教育出版社，2008.1（2009重印）

《流体力学》

第一章 绪论

1-1 空气的密度??1.165kg/m3，动力粘度??1.87?10?5Pa?s，求它的运动粘度?。

?1.87?10?5Pa?s??1.61?10?5m2/s 解：由v?得，v??3?1.165kg/m?1-2 水的密度??992.2kg/m3，运动粘度v?0.661?10?6m2/s，求它的动力粘度?。 解：由v??得，?????992.2kg/m3?0.661?10?6m2/s?6.56?10?4Pa?s ?1-3 一平板在油面上作水平运动，如图所示。已知平板运动速度V＝lm/s，板与固定边界的距离δ＝5mm，油的粘度??0.1Pa?s，求作用在平板单位面积上的粘滞阻力。

解：假设板间流体中的速度分布是线性的，则板间流体的速度梯度为

duV1m/s???200s?1 ?3dy?5?10m由牛顿内摩擦定律???du，可得作用在平板单位面积上的粘滞阻力为 dy???du?0.1Pa?s?200s-1?20Pa dy1-4

1-2 一盛水封闭容器从空中自由下落，则器内水体质点所受单位质量力等于多少 解：受到的质量力有两个，一个是重力，一个是惯性力。 重力方向竖直向下，大小为mg；惯性力方向和重力加速度方向相反为竖直向上，大小为mg，其合力为0，受到的单位质量力为0

1-5 如图，在相距δ＝40mm的两平行平板间充满动力粘度μ＝0.7Pa·s的液体，液体中有一长为a＝60mm的薄平板以u＝15m/s的速度水平向右移动。假定平板运动引起液体流动的速度分布是线性分布。当h＝10mm时，求薄平板单位宽度上受到的阻力。

解：平板受到上下两侧黏滞切力T1和T2作用，由T??Adu可得 dy T?T1?T2??A反）

UU1515????A?0.7?0.06?????84N（方向与u相

??hh0.04?0.010.01??1-9 某圆锥体绕竖直中心轴以角速度ω＝15rad/s等速旋转，该锥体与固定的外锥体之

间的间隙δ＝1mm，其间充满动力粘度μ＝0.1Pa·s的润滑油，若锥体顶部直径d＝0.6m，锥体的高度H＝0.5m，求所需的旋转力矩M。

题1-9图

解：取微元

流体力学练习题

第一章

1-1解：设：柴油的密度为ρ，重度为γ；40C水的密度为ρ0，重度为γ0。则在同一地点的相对密度和比重为：

d???，c? ?0?0??d??0?0.83?1000?830kg/m3 ??c??0?0.83?1000?9.8?8134N/m3

1-2解：??1.26?106?10?3?1260kg/m3

???g?1260?9.8?12348N/m3

?V?V?VEp?0.01?1.96?109?19.6?106N/m2 1-3解：?p??V??p??V???p?pV?V1000?10?6?924?2.5?10m/N 1-4解：?p??V?5?p10Ep?1?p?192 ?0.4?10N/m?92.5?101-5解：1）求体积膨涨量和桶内压强

受温度增加的影响，200升汽油的体积膨涨量为：

?VT??TV0?T?0.0006?200?20?2.4?l?

由于容器封闭，体积不变，从而因体积膨涨量使容器内压强升高，体积压缩量等于体积膨涨量。故：

?p???VTV0??VT?p???VT2.4Ep??14000?9.8?104?16.27?106N/m2V0??VT200?2.4

2）在保证液面压强增量0.18个大气压下，求

【2012年】《液压与气压传动》姜继海 宋锦春 高常识-第1-7章课后答案【最新经典版】

1.1 液体传动有哪两种形式？它们的主要区别是什么？

答：用液体作为工作介质来进行能量传递的传动方式被称之为液体传动。按照其工作

原理的不同，液体传动又可分为液压传动和液力传动，其中液压传动是利用在密封容器内

液体的压力能来传递动力的；而液力传动则的利用液体的动能来传递动力的。 1.2 液压传动系统由哪几部分组成？各组成部分的作用是什么？ 答：（1）动力装置：动力装置是指能将原动机的机械能转换成为液压能的装置，它是

液压系统的动力源。

（2）控制调节装置：其作用是用来控制和调节工作介质的流动方向、压力和流量，以

保证执行元件和工作机构的工作要求。

（3）执行装置：是将液压能转换为机械能的装置，其作用是在工作介质的推动下输出

力和速度（或转矩和转速），输出一定的功率以驱动工作机构做功。

（4）辅助装置：除以上装置外的其它元器件都被称为辅助装置，如油箱、过滤器、蓄

能器、冷却器、管件、管接头以及各种信号转换器等。它们是一些对完成主运动起辅助作

用的元件，在系统中是必不可少的，对保证系统正常工作有着重要的作用。 （5）工作介质：工作介质指传动液体，在液压系统中

绪论

选择题

【1.1】 按连续介质的概念，流体质点是指：（a）流体的分子；（b）流体内的固体颗粒；

（c）几何的点；（d）几何尺寸同流动空间相比是极小量，又含有大量分子的微元体。

解：流体质点是指体积小到可以看作一个几何点，但它又含有大量的分子，且具有

诸如速度、密度及压强等物理量的流体微团。 （d）

【1.2】 与牛顿内摩擦定律直接相关的因素是：（a）切应力和压强；（b）切应力和剪切变

形速度；（c）切应力和剪切变形；（d）切应力和流速。

dvdv???dy，而且速度梯度dy是流体微团的剪切变形速度解：牛顿内摩擦定律是

d?dt，故

???d?dt。

（b）

【1.3】 流体运动黏度υ的国际单位是：（a）m2/s；（b）N/m2；（c）kg/m；（d）N·s/m2。

解：流体的运动黏度υ的国际单位是m/s。

2

（a）

p?RT【1.4】 理想流体的特征是：（a）黏度是常数；（b）不可压缩；（c）无黏性；（d）符合?

。

解：不考虑黏性的流体称为理想流体。

（c）

【1.5】 当水的压强增加一个大气压时，水的密度增大约为：（a）1/20 000；（b）

1/1 000；（c）1/4 000；（d）1/2 00

Q??A2gH?0.62?bldH40dHdT??Q0.1939HT??5.1题

2 NN

5.3题 解：按小孔出流计算出口流量为：

2

则每水面下降的微段需要的时间为：

故需要时间为： 2.80.5

0

5.4解：依据题意，为短管出流水力计算问题。 可以先计算短流量，则灌水时间可求。 AQ?2gH

l???

d

?

?0.1524 ?2?9.8?18?0.0768m3/s80

0.03?0.12?2?0.48?4?0.50.15

V25

T???328s Q0.0768

4?dQ??A2gH?0.82?4p?0.756H?1.512mQ??A2gH?0.62??d22?9.8?2?1.218L/s2?9.8?2?1.612L/s??d42?9.8?2.8?0.1939Hm3/s40dH80?H0.1939H0.1939?690s?5.5解：水面最终保持平衡，即说明自流管的流量最终将与两台水泵的抽水量相同。

Q吸出?Q流入

流入

ie

1 8gn28?9.8?0.01126???1??0.02581

0.2R3()3

4

?d2 A50?24?Q?2g?H?? 流入3600l60

1

流体力学 _第二版 李玉柱 习题解答

第一章

绪论

1—1

?1.875?10?5????1.61?10?5m2/s?1.165解：

?????992.2?0.661?10?6?0.656?10?3Pas

1—2 解：

1—3 解：设油层速度呈直线分布

???dV1?0.1??20Pa dy0.0051-4 解：木板沿斜面匀速下滑，作用在木板上的重力G在斜面的分力与阻力平衡，即

T?Gsin300n?5?9.81?0.5?24.53N

??AdVdy

由T??Tdy24.53?0.001??0.114Ns/m2

AdV0.4?0.6?0.91-5 解：上下盘中流速分布近似为直线分布，即

dVV?dy?

在半径r处且切向速度为

???r

??? 切应力为

dVV?r????dyy????4d32?

转动上盘所需力矩为M=

?dM???dA

1 =

??d20d2?(2?rd