船舶流体力学朱仁庆答案
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流体力学答案
只有部分
2-1 已知某种物质的密度
w 1000kg/m
3
2.94g/cm
3
,
4C
o
时水的密度为
, 试求它的相对密度。
3
33
解:
d
w
2.94 10kg/m1000kg/m
2.94
2-2已知某厂1号炉水平烟道中烟气组分的百分数αco2=13.5%, αso2=0.3%,αo2=5.2%,α(
2
N2
=76%,α
2
H2O
=5%。试求烟气的密度。
3
SO 2.927kg/m
2
3
,
CO 1.976kg/m
3
,
O 1.429kg/m
2
3
,
N 1.251kg/m, H
3
2O
0.804kg/m
)
解: 混合气体的密度
a
ii
i 1
n
0.135 1.976 0.003 2.927 0.052 1.129 0.76 1.251 0.05 0.804=1.341kg/m
3
2-11借恩氏粘度计测得石油的粘度8.5ºE,如石油的密度ρ=850 kg/m3,求石油的动力粘度ºE。()
解:待测液体在给定温度下的运动粘度与测得的恩氏度的关系:
0.0731E 0.0631/E, cm/s
o
o
2
0.0731 8.5 0.0631/8.5 0.6139
cm
2
/S
0.6139 10
4
850 0.05218
Pa
流体力学
第一章
1. 汽缸内壁的直径D=12cm,活塞的直径d=11.96cm,活塞长度L=14cm,活塞往复运动的速度为1m/s,润滑油的μ =0.1Pa·s。求作用在活塞上的粘性力。
解:由于内外壁的间隙很小,速度分布认为是线性的,由牛顿内摩擦定律,得,
F??Adu?u1.0????dL??0.1?3.14?0.1196?0.14??26.29N
D?d0.12?0.1196dy222.旋转圆筒粘度计,外筒固定,内筒转速n=10r/min。内外筒间充入实验液体。内筒r1=1.93cm,
外筒 r2=2cm,内筒高h=7cm,转轴上扭距M=0.0045N·m。求该实验液体的粘度。
解:实验液体与内筒接触面上速度为:
v?2?r1n2?3.14?0.0193?10??0.0202m/s 6060MM0.0045N?m???27.48Pa Ar12?r1hr12?3.14?0.07?0.01932m3内筒外表面上的切应力为:
??因内外筒间隙很小,速度分布认为近似线性分布,则根据牛顿内摩擦定律,
??
?du/dy??v/(r2?r1)?27.48?(0.02?0.0193)?0.95Pa?s
0.02023.已知水的体积弹性模量为K=2х109P
流体力学
学习中心: 院校学号: 姓名
东 北 大 学 继 续 教 育 学 院
流体力学 试 卷(作业考核 线下) B 卷(共 4 页)
总分 题号 得分 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十
一、判断题(20分)
1) 流体质点只有质量没有大小。(×) 2) 温度升高液体的表面张力系数增大。(×) 3) 液滴内的压强比大气压小。(×) 4) 声音传播过程是一个等熵过程。(√)
5) 马赫线是超音速流动中被扰动和未扰动区域的分界线。(√) 6) 一般情况下当马赫数小于2/3时可以忽略气体的压缩性(×) 7) 超音速气流在收缩管道中作加速运动。(×) 8) 定常流动中,流体运动的加速度为零。(×) 9) 气体的粘性随温度的升高而增大。(√)
10) 牛顿流体的粘性切应力与速度梯度,即角变形速率成正比。(√) 11) 理想流体定常流动,流线与迹线重合。(×)
12) 应用总流伯努利方程解题时,两个断面间一定是缓变流,方程才成立。(×) 13) 雷诺数是表征重力与惯性力的比值。(×)
14) 静止的流体
流体力学
流体力学基础复习大纲 第1章 绪论
一、概念
1、 什么是流体?
在任何微小剪切力持续作用下连续变形的物质叫做流体(易流动性是命名的由
来)
流体质点的物理含义和尺寸限制?
宏观尺寸非常小,微观尺寸非常大的任意一个物理实体 宏观体积极限为零,微观体积大于流体分子尺寸的数量级 什么是连续介质模型?连续介质模型的适用条件;
假设组成流体的最小物质是流体质点,流体是由无限多个流体质点连绵不断组
成,质点之间不存在间隙。
分子平均自由程远远小于流动问题特征尺寸 2、 可压缩性的定义;
作用在一定量的流体上的压强增加时,体积减小
体积弹性模量的定义、与流体可压缩性之间的关系及公式; Ev=-dp/(dV/V) 压强的改变量和体积的相对改变量之比 Ev=1/Κt 体积弹性模量越大,流体可压缩性越小 气体等温过程、等熵过程的体积弹性模量; 等温Ev=p
等嫡Ev=kp k=Cp/Cv
不可压缩流体的定义及体积弹性模量;
作用在一定量的流体上的压强增加时,体积不变 Ev=dp/(dρ/ρ) (低速流动气体不可压缩) 3、 流体粘性的定义; 流体抵抗剪切变形的一种属性
动力粘性系数、运动粘性系数的定义、公式;
动力粘度:μ,单位速度梯度下的切应力 μ=τ/
流体力学
第二章流体静力学
1.等压面平衡流体中压强相等的点所组成的面(平面或曲面)称为等压面。 2.等压面性质:1.等压面即是等势面:U =C;2.等压面与质量力矢量垂直;3.两种不相混
的平衡液体的分界面必然是等压面。
3.能量形式的静力学基本方程p???gz?C?或z?p?C不可压缩流体 ?g的静力学基本方程(能量形式),对静止容器内的液体中的1,2两点有:
z1?p1p?z2?2?C ?g?gp---压强势能,简称压?g4.静力学基本方程的物理意义z---位置势能,简称位能,
能,z?p---总势能流体静力学基本方程的能量意义是:在重力作用下平衡流?g体中各点的单位重量流体所具有的总势能(包括位能和压能)是相等的,即势能守恒。
p5.静力学基本方程的几何意义z---流体距基准面的位置高度,称为位置水头,?g---流体在压强p 作用下沿测压管上升的高度,称为压强水头,z?p---静压水?g头(或静力水头)。流体静力学基本方程的几何意义是:在重力作用下同一平衡流体中各点的静力水头为一常数,相应的静力水头线为一水平线。 第三章流体动力学基础
1.恒定流一切和流体力学有关的物理量均与时间t 无关的流动。
2.非恒定流和流体力学有关的物理量只要有任何一个随时
船舶流体力学第5章(打印)
第五章 旋涡理论
本章主要研究:旋涡运动,不涉及力,属于运动学范畴。
由于旋涡场的特性不同于一般流场,在这里我们专门对其进行分析研究。 旋涡与船体的阻力、振动、噪声等问题密切相关。
旋涡运动理论广泛地应用于工程实际,比如 机翼、螺旋桨理论等。 旋涡的产生:与压力差、质量力和粘性力等因素有关。
根据边界层理论,流体流过固体壁面时,除壁面附近粘性影响严重的一薄层外,其余区域的流动可视为理想流体的无旋运动。
图片:
§5.1 旋涡运动的基本概念
流体微团:由大量流体质点所组成的,具有线性尺度效应的微小流体团。
刚体的运动是由于平移和绕某瞬时轴的转动两部分组成。
流体微团的运动一般除了平移和绕某瞬时轴的转动之外,还有线变形运动和角变形运动。
一. 速度分解定理:
设t时刻流场中任一流体微团中某点A(x,y,z)的速度为V、V、V,则与点A相邻的点
x
y
z
M(x+dx,y+dy,z+dz)的速度为:
1
vmx?vy?vy?vy?vx?vx?vxdx?dy?dz ?vx?dx?dy?dz vmy?vy??x?y?z?x?y?zvmz?vz??vz?v?vdx?zdy?zdz ?x?y?z?
vmx?v
流体力学答案解析
流体力学答案
流体力学课后答案 分析答案 解答
BP1.1.1 根据阿佛迦德罗定律,在标准状态下(T = 273°K,p = 1.013×105 Pa)一摩尔空气(28.96ɡ)含有6.022×10 23个分子。在地球表面上70 km高空测量得空气密度为8.75×10 -5㎏/m3。 试估算此处 10 3μm3体积的空气中,含多少分子数n (一般认为n <106 时,连续介质假设不再成立)
答: n = 1.82×10 3
提示:计算每个空气分子的质量和103μm3体积空气的质量 解: 每个空气分子的质量为 m?28.96g?4.81?10?23g 236.022?10 设70 km处103μm3体积空气的质量为M
M?(8.75?10?5kg/m3)(103?10?18m3)?8.75?10?20g
M8.75?10?20g3 n? ??1.82?10?23m4.81?10g说明在离地面70 km高空的稀薄大气中连续介质假设不再成立。
BP1.3.1 两无限大平行平板,保持两板的间距δ= 0.2 mm。板间充满锭子油,粘度为μ= 0.01Pa?s,密度为ρ= 800 kg / m3。若下板固定,上板以u = 0.5 m / s的速度滑移
流体力学课后答案
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
流体力学实验
演示实验三 流谱流线显示实验(一)
(一) 实验目的要求
演示机翼绕流,圆柱绕流和管渠过流的定常流动,运用电化学法显示流场,使同学们对这些基本流动有一个直观了解。
(二) 实验装置
本实验的装置如图I-3-1所示。 图I-3-1 流谱流线显示仪
1.显示盘;2.机翼;3.孔道;4.圆柱;5.孔板;6.闸板;7.文丘里管;8.突扩和突缩;9.侧板;10.泵开关;11.对比度调解开关;12.电源开关;13. 电极电压测点;14.流速调节阀;15. 放空阀。(14、15内置于侧板内) 本实验装置配备有:
流线显示盘、前后罩壳、照明灯、小水泵、直流供电装置。 (三) 实验原理
现有的三种流谱仪,分别用于演示机翼绕流,圆柱绕流和管渠过流。
1、Ⅰ型 单流道,演示机翼绕流的流线分布。由图可见,机翼向天侧(外包线曲率
较大)流线较密,由连续方程和能量方程知,流线密,表明流速大,压强低:而在机翼向地侧,流线较疏,压强较高。这表明整个机翼受到一个向上的合力,该力被称为升力。实验中为了显示升力方向,在机翼腰部开有沟通两侧的孔道,孔道中有染色电极。在机翼两侧压力差的作用下,必有分流经孔道从向地侧流至向天侧,这可通过孔道中染色电极释放的色素显现出来,染色液体流动的
流体力学实验
演示实验三 流谱流线显示实验(一)
(一) 实验目的要求
演示机翼绕流,圆柱绕流和管渠过流的定常流动,运用电化学法显示流场,使同学们对这些基本流动有一个直观了解。
(二) 实验装置
本实验的装置如图I-3-1所示。 图I-3-1 流谱流线显示仪
1.显示盘;2.机翼;3.孔道;4.圆柱;5.孔板;6.闸板;7.文丘里管;8.突扩和突缩;9.侧板;10.泵开关;11.对比度调解开关;12.电源开关;13. 电极电压测点;14.流速调节阀;15. 放空阀。(14、15内置于侧板内) 本实验装置配备有:
流线显示盘、前后罩壳、照明灯、小水泵、直流供电装置。 (三) 实验原理
现有的三种流谱仪,分别用于演示机翼绕流,圆柱绕流和管渠过流。
1、Ⅰ型 单流道,演示机翼绕流的流线分布。由图可见,机翼向天侧(外包线曲率
较大)流线较密,由连续方程和能量方程知,流线密,表明流速大,压强低:而在机翼向地侧,流线较疏,压强较高。这表明整个机翼受到一个向上的合力,该力被称为升力。实验中为了显示升力方向,在机翼腰部开有沟通两侧的孔道,孔道中有染色电极。在机翼两侧压力差的作用下,必有分流经孔道从向地侧流至向天侧,这可通过孔道中染色电极释放的色素显现出来,染色液体流动的