流体输送原理习题 - 图文 下载本文

1-1 少?

解:γ=ρg=1000×9.807=9807N/m3 m=ρV=1000×0.001=1kg G=mg=1×9.807=9.807 N

1-2 水的容重γ=9.71kN/m3,μ=0.599×103Pa·s。求它的运动粘滞系数ν。 解:??1-3

《流体输送原理》习题

已知水的密度ρ=1000kg/m3,求其容重。若有这样的水1L,它的质量和重力各是多

??g??6.046?10?5m2/s ??空气容重γ=11.5N/m3,ν=0.157cm2/s,求它的动力粘滞系数μ。

11.5?0.157?10?4??1.841?10?5Pa?s 解:?????g9.807??1-4 当空气从0℃增加到20℃时,ν增加15%,容重减少10%,问此时μ增加多少?

解:???????g??1?10%??1?15%??0?0g?1.035?0?0g,所以μ增加了3.5%。

1-5 图示为一水平方向的木板,其速度为1m/s。平板浮在油面上,δ=10mm,油的

μ=0.09807Pa·s。求作用于平板单位面积上的阻力。

解:???du1?0.09807??9.807N/m2 dy0.01

1-6 温度为20℃的空气,在直径为2.5cm管中流动,距管壁上1mm处的空气速度为

3cm/s。求作用于单位长度管壁上的粘滞切应力为多少?

du3?10?2?3?2?5?0.0183?10?2.5?10??1??4.3?10N/m 解:f??A?3dy101-7 底面积为40cm×50cm,高为1cm的木块质量为5kg,沿着涂有润滑油的斜面等速向

下运动。已知v=1m/s,δ=1mm,求润滑油的动力粘滞系数。

解:mgsin???Adu51?5?9.807?????0.4?0.5?? dy131?10?3解得μ=0.105Pa·s

1-8 一圆锥体绕其铅直中心轴等速旋转,锥体与固定壁间的距离δ=1mm,全部为润滑

油(μ=0.1Pa·s)充满,当旋转速度ω=16s1,锥体底部半径R=0.3m,高H=0.5m时,求作用于圆锥的阻力矩。

解:dT??Ardr3,dl?,sin?? sin?sin?3434r?34?R3M??dM??rdT??r?2?rdr?2?rdr?39.5N?m

3?3??0dv dy

式中dA=2πdl,l?1-9 什么是流体的压缩性及热胀性?它们对流体的容重和密度有何影响? 答:略。 1-10 水在常温下,由5at压强增加到10at时,密度改变多少?

解:先查表得5at作用下的β=0.538×109m2/N 则??1d? ,dp=10at-5at ?dp∴

d???0.026%

1-11 体积为5m3的水,在温度不变的情况下,当压强从1at增加到5at时,体积减小1L,求水的压缩系数及弹性模量。

dV???0.001??5.1?10?10m2/N 解:??V?4dp5??5?1??9.807?101E??1.9?109N/m2

??1-12 图示为一采暖系统图。由于水温升高引起的体积膨胀,为了防止管道及暖气片破裂,特在系统顶部装置一膨胀水箱,使水的体积有自由膨胀的余地。若系统内水的总体积为V=8m3,加热前后温差t=50℃,水的膨胀系数α=0.0005,求膨胀水箱的最小容积。

dV解:??V

dT1-13 解:

代入数据解得:dV=0.2m3

在大气压强的作用下,空气温度为180℃时的容重和密度是多少?

p??RT,

1.013?105??287??237?180?,解得:ρ=0.78kg/m3

γ=ρg=7.64N/m3

2-1 试求图(a)、(b)、(c)中,A、B、C各点相对压强,图中p0是绝对压强,大气压强pa=1atm。

解:(a)p=ρgh=1000×9.807×7=68650Pa=68.65kPa

(b)p=p0+ρgh﹣1atm=100000﹣1000×9.807×3﹣101325=28096Pa=28.1kPa (c)pA=﹣ρgh=﹣1000×9.807×3=﹣29421Pa=﹣29.42kPa,pB=0, pC=ρgh=1000×9.807×2=19614Pa=19.614kPa 2-2 在封闭管端完全真空的情况下,水银柱差Z2=50mm,求盛水容器液面绝对压强p1和水面高度Z1。

解:p1=ρgh=13600×9.807×0.05=6669Pa=6.67kPa

Z1?p16669??0.68m?680mm ?g1000?9.8072-3 开敞容器盛有γ2>γ1的两种液体,问1,2两测压管中的液体的液面哪个高些?哪个和容器液面同高?

解:1号管液面与容器液面同高,如果为同种液体,两根管液面应一样高,由于γ2>γ1,由γh=常数,所以2号管液面低。 2-4 某地大气压强为98.07kN/m2, 求:(1)绝对压强为117.7kN/m2时的相对压强及其水柱高度。 (2)相对压强为7mH2O时的绝对压强。 (3)绝对压强为68.5kN/m2时的真空压强。 解:(1)p=p’-pa=117.7-98.07kPa=19.63kPa

h?p??19.63?2mH2O 9.807(2)p’=γh+pa=9.807×7+98.07kPa=166.72kPa (3)pV=pa﹣p’=98.07-68.5kPa=29.57kPa 2-5 在封闭水箱中,水深h=1.5m的A点上安装一压力表,其中表距A点Z=0.5m压力表读数为4.9kN/m2,求水面相对压强及其真空度。

解:p0??h?M??Z,p0?9.807?1.5?4.9?9.807?0.5,p0??4.9kPa, 真空度为4.9kPa。 2-6 封闭容器水面绝对压强p0=107.7kN/m2,当地大气压强pa=98.07kN/m2时, 试求:(1)水深h1=0.8m时,A点的绝对压强和相对压强。

(2)若A点距基准面的高度Z=5m,求A点的测压管高度及测压管水头,并图示容器内液体各点的测压管水头线。

(3)压力表M和酒精(γ=7.944kN/m3)测压计h的读数为何值?

解:(1)p'?p0??h?107.7?9.807?0.8kPa?115.55kPa

p?p'?pa?115.55?98.07kPa?17.48kPa

(2)A点的测压管高度h?测压管水头H?p??17.48m?1.78m(即容器打开后的水面高度) 9.807p??Z?1.78?5m?6.78m

(3)pM?p0?pa?107.7?98.07kPa?9.63kPa 酒精高度h?2-7 读数。

9.63m?1.21m

?7.944测压管中水银柱差?h?100mm,在水深h?2.5m处安装一测压表M,试求M的

?pM解:pM??Hg?h??h?133.375?0.1?9.807?2.5?37.86kPa 2-8

已知水深h=1.2m,水银柱高度hp=240mm,大气压强pa?730mmHg,连接橡皮

软管中全部是空气,求封闭水箱水面的绝对压强及其真空度。