工程流体力学杨树人答案
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工程流体力学习题解析杨树人
工程流体力学
目 录
第一章 流体的物理性质 ................................................................................................. 1
一、学习引导 ........................................................................................................... 1 二、难点分析 ........................................................................................................... 2 习题详解 ................................................................................................................... 3 第二章 流体静力学 .....................................
《工程流体力学》
1.粘性 流体抵抗变形的特性。2.流线 在流场中某一瞬时处处与流体速度方向一致的曲线。3.流量 单位时间通过某一截面流体的数量。4.速度环量 在流场中某一瞬时速度沿某一封闭曲线的积分。5.边界层 在固壁附近速度梯度很大的薄层区域。
二．简答题（20分每题10分）
1．简述定常不可压粘性流体有压管流中层流和紊流的基本规律。
层流 紊流 流动特征 分层 脉动 hf ∝v ∝v1.75～2.0 V(r) 二次曲线 对数曲线 Va/Vmax 0.5 0.79～0.86 τ τ1 τ1+τ2 2．画出无限空间自由淹没紊流射流结构图，并说明其几何、运动、动力特征。
答：几何特征：tanα＝3.4a、运动特征:各截面速度分布相似、动力特征：各截面动量相等。
三、选择与填空（30分）
1．两平板相距0.1mm，中间充满了粘度为μ=0.00114Pa/s的流体，上平板相对下平板的运动速度为3.5m/s，则平板表面的切应力为 39.9 Pa。（3分） 7．如图2所示，设H=3m，不计损失，则出口速度为 7.67 m/s。（2分） 8．两水管的有压流动相似，d1/d2=3，则v2/v1= 3 。（2分）
10．理想不可压流体作平面无旋流
工程流体力学(A)
《工程流体力学》课程期末考试(A)卷（开卷）
装 该试卷使用范围： 2009 年级 安全工程 专业
● 一、名词解释（每小题5分，总分25分）。 1、粘性 2、压缩性 3、流线
4、上临界速度 5、直接水击
二、简答题（每小题8分，总分24分）。
1、表达出牛顿内摩擦定律及公式中各项的意义及单位。 2、画图解释说明多支U形管测压计的工作原理 3、画图说明流动状态与水头损失的关系。 订 三、计算题（总计55分）
● 1、某种液体的动力粘性系数为0.005Pa?s，相对密度为0.85，求其运动粘性系数。（6分）
2、由两根不同直径的管子与一渐变连接管组成的管路，如图所示，已知DA?0.25m，p4A?7.8?10N/m2；DB?0.50m，p2B?4.9?104N/m，流速vB?1.2m/s，h?1m。试判断流动方向，并计算A、B两断面之间的水头损失（15分）。
线 ●
第 1 页
3、某弧形闸门下出流，今以比例尺?l?10做模型实验。（15分）
（1）已知原模型上游水深H?5m，求H'； （2）已知原模型上游流量Q?30m3/s，求Q'；
（3）在模型上测得水流流速为v'?0.
工程流体力学习题解析（石油工业出版社 - 杨树人）
目 录
第一章 流体的物理性质 ................................................................................................. 1
一、学习引导 ........................................................................................................... 1 二、难点分析 ........................................................................................................... 2 习题详解 ................................................................................................................... 3 第二章 流体静力学 ............................................
《工程流体力学》习题答案
第一章 流体及其主要物理性质
1-1.
轻柴油在温度15oC时相对密度为0.83，求它的密度和重度。
解：4oC时
?水?1000kg/m3?水?9800N/m3 相对密度：d???? ?水?水3所以，
1-2.
??0.83?水?0.83?1000?830kg/m3??0.83?水?0.83?9800?8134N/m
甘油在温度0oC时密度为1.26g/cm3，求以国际单位表示的密度和重度。
33 解：1g/cm?1000kg/m ???g
338/m3 ??1.26g/cm?1260kg/m????g?1260?9.8?1234N1-3.
水的体积弹性系数为1.96×109N/m2，问压强改变多少时，它的体积相对压缩1％？
解：E?1?p(Pa)?p??dVV dp ?p?1-4.
?VV?p3
??VE?0.01E?1.96?107Pa?19.6MPa V5
2
3
容积4m的水，温度不变，当压强增加10N/m时容积减少1000cm，求该水的体积压缩系数βp和体积弹性系数E。
?1000?10?6?VV4???2.5?10?9Pa?1 解：?p??5?p10E?1-5.
1?p?18?4?10Pa ?92
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
工程流体力学试题
南京工业大学 工程流体力学 试题（A）卷（闭）
2010--2011 学年第 二 学期 使用班级 安全0901-03 班级 学号 姓名
1、一根直径为d1 = 0.1m的水管垂直放置，在上方转90°弯后立即收缩成直径为d 2 = 0.05m
喷口，水从此喷入大气中。设喷口水流速度为v2 =20m/s，忽略一切损失，试计算低于喷口h = 4 m处水管截面上的压强p1。
2p1v12p2v2?z1???z2??2g?2gv1d1?v2d2p1102202??4?解：v1?0.1?20?0.05 98072?9.8072?9.087v1?10m/sp1?3.78?105Pa 2、图示为一连接于压力容器的带法兰的收缩出流管嘴。设容器内压力表读数为 p = 106Pa，H = 3m，管嘴大小口直径 D = 5cm，d = 1cm。试求管嘴上螺钉群所受到的总拉力 F。
v1D?v2d 解：连续性方程：v1?5?v2?1
v2?5v1p1?p??H静力学基本方程p1?106?9807?3
?10.3?105p12v12v2???
工程流体力学习题解析（石油工业出版社 - 杨树人）- 副本
目 录
第一章 流体的物理性质 ................................................................................................. 1
一、学习引导 ........................................................................................................... 1 二、难点分析 ........................................................................................................... 2 习题详解 ................................................................................................................... 3 第二章 流体静力学 ............................................
工程流体力学试题
南京工业大学 工程流体力学 试题（A）卷（闭）
2010--2011 学年第 二 学期 使用班级 安全0901-03 班级 学号 姓名
1、一根直径为d1 = 0.1m的水管垂直放置，在上方转90°弯后立即收缩成直径为d 2 = 0.05m
喷口，水从此喷入大气中。设喷口水流速度为v2 =20m/s，忽略一切损失，试计算低于喷口h = 4 m处水管截面上的压强p1。
2p1v12p2v2?z1???z2??2g?2gv1d1?v2d2p1102202??4?解：v1?0.1?20?0.05 98072?9.8072?9.087v1?10m/sp1?3.78?105Pa 2、图示为一连接于压力容器的带法兰的收缩出流管嘴。设容器内压力表读数为 p = 106Pa，H = 3m，管嘴大小口直径 D = 5cm，d = 1cm。试求管嘴上螺钉群所受到的总拉力 F。
v1D?v2d 解：连续性方程：v1?5?v2?1
v2?5v1p1?p??H静力学基本方程p1?106?9807?3
?10.3?105p12v12v2???
工程流体力学基础作业答案
工程流体力学基础作业
1-9 已知椎体高为H，锥顶角为2?，锥体与锥腔之间的间隙为?，间隙内润滑油的动力黏度为?，锥体在锥腔内以?的角速度旋转，试求旋转所需力矩M的表达式。
解：以锥顶为原点，建立向上的坐标z
???v?
v?r??z?tan?
2?r2M???dz0cos?22H2?ztan?z?tan????dz0cos?? 3H2???tan??z3dz?0?cos??tan3?H4?2???cos?4H
1-10 已知动力润滑轴承内轴的直径D?0.2m，轴承宽度b?0.3m，间隙
??0.8mm，间隙内润滑油的动力黏度??0.245Pa·s，消耗的功率P?50.7kW，试求轴的转速n为多少？
DDD?D?D3b???Db??? 解：力矩 T?F??A??222?24?角速度 ??P4?1 ?PT?D3b????P4?
?D3b?转速 n?60604???P3?2830r/min 2?2??Db?
2-10 如果两容器的压强差很大，超过一个U形管的测压计的量程，此时可以将两个或两个以上的U形管串联起来进行测量。若已知h1?60cm，h2?51cm，油的密度?1?830kg/m3，水银的密度?2?1