工程流體力學(xué)教學(xué)課件ppt作者聞建龍工程流體力學(xué)習(xí)題答案(部分)(已修改)
2025-07-09 15:06 本頁(yè)面
【正文】 聞建龍主編的《工程流體力學(xué)》習(xí)題參考答案 第一章 緒論11 物質(zhì)是按什么原則分為固體和液體兩大類的？解：從物質(zhì)受力和運(yùn)動(dòng)的特性將物質(zhì)分成兩大類：不能抵抗切向力，在切向力作用下可以無(wú)限的變形（流動(dòng)），這類物質(zhì)稱為流體。如空氣、水等。而在同等條件下，固體則產(chǎn)生有限的變形。因此，可以說(shuō)：流體不管是液體還是氣體，在無(wú)論多么小的剪應(yīng)力（切向）作用下都能發(fā)生連續(xù)不斷的變形。與此相反，固體的變形與作用的應(yīng)力成比例，經(jīng)一段時(shí)間變形后將達(dá)到平衡，而不會(huì)無(wú)限增加。12 何謂連續(xù)介質(zhì)假設(shè)？引入連續(xù)介質(zhì)模型的目的是什么？在解決流動(dòng)問(wèn)題時(shí)，應(yīng)用連續(xù)介質(zhì)模型的條件是什么？解：1753年，歐拉首次采用連續(xù)介質(zhì)作為流體宏觀流動(dòng)模型，即不考慮流體分子的存在，把真實(shí)的流體看成是由無(wú)限多流體質(zhì)點(diǎn)組成的稠密而無(wú)間隙的連續(xù)介質(zhì)，甚至在流體與固體邊壁距離接近零的極限情況也認(rèn)為如此，這個(gè)假設(shè)叫流體連續(xù)介質(zhì)假設(shè)或稠密性假設(shè)。流體連續(xù)性假設(shè)是流體力學(xué)中第一個(gè)根本性假設(shè)，將真實(shí)流體看成為連續(xù)介質(zhì)，意味著流體的一切宏觀物理量，如密度、壓力、速度等，都可看成時(shí)間和空間位置的連續(xù)函數(shù)，使我們有可能用數(shù)學(xué)分析來(lái)討論和解決流體力學(xué)問(wèn)題。在一些特定情況下，連續(xù)介質(zhì)假設(shè)是不成立的，例如：航天器在高空稀薄氣體中飛行，超聲速氣流中激波前后，血液在微血管（1μm）內(nèi)的流動(dòng)。13 底面積為的薄板在液面上水平移動(dòng)（圖13），其移動(dòng)速度為，液層厚度為，當(dāng)液體分別為的水和時(shí)密度為的原油時(shí)，移動(dòng)平板所需的力各為多大？ 題13圖解：20℃ 水：20℃， 原油：水： 油： 14 在相距的兩平行平板間充滿動(dòng)力粘度液體（圖14），液體中有一邊長(zhǎng)為的正方形薄板以的速度水平移動(dòng)，由于粘性帶動(dòng)液體運(yùn)動(dòng)，假設(shè)沿垂直方向速度大小的分布規(guī)律是直線。1）當(dāng)時(shí)，求薄板運(yùn)動(dòng)的液體阻力。2）如果可改變，為多大時(shí)，薄板的阻力最?。坎⒂?jì)算其最小阻力值。 題14圖解：1) 2) 要使最小，則分母最大，所以：， 15 直徑，長(zhǎng)輸水管作水壓試驗(yàn)，管內(nèi)水的壓強(qiáng)加至?xí)r封閉，經(jīng)后由于泄漏壓強(qiáng)降至，不計(jì)水管變形，水的壓縮率為，求水的泄漏量。解：， ， 16 一種油的密度為，運(yùn)動(dòng)粘度為，求此油的動(dòng)力粘度。解：17 存放液體的儲(chǔ)液罐，當(dāng)壓強(qiáng)增加時(shí)，液體體積減少，求該液體的體積模量。解：18 壓縮機(jī)向氣罐充氣，絕對(duì)壓強(qiáng)從升到，溫度從升到，求空氣體積縮小百分?jǐn)?shù)為多少。解：，，第二章 流體靜力學(xué)21 如圖所示為一復(fù)式水銀測(cè)壓計(jì)，用來(lái)測(cè)水箱中的表面壓強(qiáng)。試求：根據(jù)圖中讀數(shù)（單位為）計(jì)算水箱中的表面絕對(duì)壓強(qiáng)和相對(duì)壓強(qiáng)。 題21圖解：加00，11，22三個(gè)輔助平面為等壓面。表壓強(qiáng)：絕對(duì)壓強(qiáng)（大氣壓強(qiáng)）22 如圖所示，壓差計(jì)中水銀柱高差，、兩容器盛水，位置高差，試求、容器中心壓強(qiáng)差。題22圖解：作輔助等壓面00，11。23 如圖245所示，一開口測(cè)壓管與一封閉盛水容器相通，若測(cè)壓管中的水柱高出容器液面，求容器液面上的壓強(qiáng)。題23圖解： 24 如圖所示，在盛有油和水的圓柱形容器的蓋上加荷重。已知：，。求形測(cè)壓管中水銀柱高度。題24圖解：油表面上壓強(qiáng)：列等壓面00的方程：25 如圖所示，試根據(jù)水銀測(cè)壓計(jì)的讀數(shù)，求水管內(nèi)的真空度及絕對(duì)壓強(qiáng)。已知：。題25圖解：26 如圖所示，直徑，高度的圓柱形容器，裝水容量后，繞其垂直軸旋轉(zhuǎn)。1）試求自由液面到達(dá)頂部邊緣時(shí)的轉(zhuǎn)速；2）試求自由液面到達(dá)底部中心時(shí)的轉(zhuǎn)速。 題26圖解：（1）由旋轉(zhuǎn)拋物體體積＝相應(yīng)柱體體積的一半又 （2）原體積 拋物體外柱體 拋物體式（2） 代入（1） 27如圖所示離心分離器，已知：半徑，高，充水深度，若容器繞軸以等角速度旋轉(zhuǎn)，試求：容器以多大極限轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)時(shí)，才不致使水從容器中溢出。題27圖解：超高 由：原體積＝旋轉(zhuǎn)后的柱體體積+拋物體體積由得空的體積＝空的旋轉(zhuǎn)后體積＝有水的旋轉(zhuǎn)拋物體體積＝218 如圖所示，一盛有液體的容器以等加速度沿軸向運(yùn)動(dòng)，容器內(nèi)的液體被帶動(dòng)也具有相同的加速度，液體處于相對(duì)平衡狀態(tài)，坐標(biāo)系建在容器上。液體的單位質(zhì)量力為，求此情況下的等壓面方程和壓強(qiáng)分布規(guī)律。題28圖1）等壓面
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