流体力学 第一章习题参考答案1.1 求绝对压力为 105N/m2，温度为 30 度的空气的密度和比容。解： 3730281/5.mkgRTPkgmv/.11.2 油的体积为 0.4m3，重量为 350KN，求密度。解：34.0879/15 /2kgv1.3 氢气球在 30Km 高空（绝对压力为 1100N/m2，温度为-40 度）膨胀到直径为 20m，如果不计气球的材料应力，求在地面上绝对压力为 101.3KN/m2，温度为 15 度时充入的氢气的质量。解： 常 数mRTPV3152730.4027311 2.63 m又因为地面上压力为 101.3 N/m2、温度为 15 度时， 3152730.1 /84.83 kgRTPVm75.2.64.1.4 空气从绝对压力为 105/m2 和温度为 20 度压缩到绝对压力为 N/m2 和温度为 60510度，求其体积变化了多少？解：由气体状态方程 PV=RT 得27.027301561212 TPV .11227.0VV3.1.5 求 10m3 水在以下条件下的体积变化：（ a）恒定大气压力下温度由 60 度升高到 70 度；（b）温度恒定为 60 度，压力从 0 升高到 10MN/m2；（c）温度从 60 升高到 70 度，压力从 0 升高到 10MN/m2。解：（a）361 056.1015 mTV（b） 1028.2 4.96VEP （C）先升压力后升温： 升压力后体积变为： 10-0.044=9.956 m3再升温 60-70： 361 054.19.05TV1.6 1m3 的液体重量为 9.71KN，绝对粘度为 ，求其运动粘度系数。23/.sN解：31807.9/7.9 /13 mkgVm svu65.2696.03 1.7 气体温度由 0 度上升到 20 度时，运动粘度增加 0.15，密度减少 0.1，问绝对粘度变化多少？解： 0035.1.1 uuu1.8 标准状态下水和空气温度均从 10 度变化到 35 度，试分别确定其密度和绝对粘度的变化率。解：（1）水：3/7.9mkg 231 /1037. msNu32/.5 232 /98. 04.7.9水389.31037.8.0水u（2）空气：33/48.1mkg 263 /10.7msNu34/65. 264 /.8065.248.165空 气 8.610.7空 气u1.9 两平行平板间距离为 2mm，平板间充满密度为 885kg/m3、运动粘度为 m2/s3106.的油，上板匀速运动速度为 4m/s，求拉动平板所需要的力。解： 210243 /7.8961.853 mNvudydg 1.10 油缸内径为 12cm，活塞直径为 11.96cm，长度为 14cm，润滑油绝对粘度系数为0.065（N.s）/m 2，若对活塞施以 8.6N 的力，求活塞往复运动的速度为多少？解：由题意知 6.8104102065. 210.22 vdyvAusm/.1.11 温度为 20 度的空气，在直径为 2.5cm 的管中流动，距管壁面 1mm 处的空气流速为3.5cm/s，求作用在单位管长上的粘性阻力。解： NAuFSV 5105.325 0.1082.2 1.12 两大平板间距 16mm，平板间油的粘度为 0.22（N.s）/m 2，试确定平板间面积为0.4m2 的薄平板以 0.25m/s 速度运动时需要的拉力。 （a）薄平板在两大平板中间；（b）薄平板距上板 5mm 处。解：（a） NAuFV 5.4.02. 31 10825.1 （b） 463332 .5.2 1.13 轴套由外径 80mm 轴承放置在内径为 80.4mm 轴套内组成，其内润滑油密度为900kg/m3，运动粘度为 m2/s，当轴的旋转速度为 150r/min 时，求由摩擦产生的108.发热速率。解：单位长度上的粘滞力为 NAuFSV 97.181081028.90 6012.04533 3 mrT 97497.所以单位长度发热速率： wnP 04.1256.15021.14 河流中水的速度分布为 ，其中 y 是距河床壁面的距离，水温为 257/1.yu度，确定距河床壁面 y=2.5 和 y=5 处的粘性切应力。解：7/67/629.0)(*)6/1()7/(*5.2dyu 时.1245.2131 /10.79.01894.07/61 mNuyv 时52 25513 /8. 7/6dyv 1.15 抛物线型速度分布如图所示，试确定 y=0、3mm、6mm 、9mm 、12mm 处的速度梯度和切应力，液体粘度为 0.25（N.s）/m 2。解：设 cbyau2代点（0，0） ， （0.8，0.012） ，得 c=0又 令 =0 即 y=0.012 时dyubya950a340b1ydyu， 时0340dyu 310425.0dyu， 时.y125， 时6320dyu 30.dyu， 时09.y12510， 时20dyudyu1.16 计算 10 度纯水在内径为 0.8mm 的干净玻璃管内上升的毛细高度，如果管径为 2mm时，上升高度又是多少？解：d 1=0.8mm 时， mhgd 9.3709.3108.07.942cos4 d2=2mm 时， gd 1.5.310287.94cos4