工程流体力学课后作业答案-莫乃榕版本流体力学练习题第一章1-1解：设：柴油的密度为ρ，重度为γ；40C 水的密度为ρ0，重度为γ0。
则在同一地点的相对密度和比重为：ρρ=d ，0γγ=c30/830100083.0m kg d =⨯=⨯=ρρ 30/81348.9100083.0m N c =⨯⨯=⨯=γγ1-2解：336/1260101026.1m kg =⨯⨯=-ρ 3/123488.91260m N g =⨯==ργ1-3解：269/106.191096.101.0m N E VVV Vp p V V p p p ⨯=⨯⨯=∆-=∆-=∆⇒∆∆-=ββ1-4解：N m p V V p /105.21041010002956--⨯=⨯=∆∆-=β299/104.0105.211mN E pp ⨯=⨯==-β1-5解：1）求体积膨涨量和桶内压强受温度增加的影响，200升汽油的体积膨涨量为：()l T V V TT4.2202000006.00=⨯⨯=∆=∆β由于容器封闭，体积不变，从而因体积膨涨量使容器内压强升高，体积压缩量等于体积膨涨量。
故：26400/1027.16108.9140004.22004.2m N E V V V V V V p p T T pTT ⨯=⨯⨯⨯+=∆+∆-=∆+∆-=∆β2）在保证液面压强增量0.18个大气压下，求桶内最大能装的汽油质量。
设装的汽油体积为V ，那么：体积膨涨量为：T V V TT∆=∆β体积压缩量为：()()T V E p V V E pV T pT p p ∆+∆=∆+∆=∆β1因此，温度升高和压强升高联合作用的结果，应满足：()()⎪⎪⎭⎫⎝⎛∆-∆+=∆-∆+=p T p T E p T V V T V V 1110ββ()())(63.197108.9140001018.01200006.0120011450l E p T V V p T =⎪⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯⨯-⨯⨯+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∆-∆+=β()kg V m 34.1381063.19710007.03=⨯⨯⨯==-ρ1-6解：石油的动力粘度：s pa .028.01.010028=⨯=μ 石油的运动粘度：sm /1011.39.01000028.025-⨯=⨯==ρμν1-7解：石油的运动粘度：sm St /1044.01004025-⨯===ν石油的动力粘度：s pa .0356.010*******.05=⨯⨯⨯==-ρνμ1-8解：2/1147001.01147.1m N u =⨯==δμτ 1-9解：()()2/5.1621196.012.0215.0065.021m N d D uu =-⨯=-==μδμτNL d F 54.85.16214.01196.014.3=⨯⨯⨯=⨯⨯⨯=τπ第二章2-4解：设：测压管中空气的压强为p 2，水银的密度为1ρ，水的密度为2ρ。
在水银面建立等压面1-1，在测压管与容器连接处建立等压面2-2。
根据等压面理论，有21p gh p a +=ρ （1）gzp z H g p 2221)(ρρ+=++（2）由式（1）解出p 2后代入（2），整理得：gz gh p z H g p a2121)(ρρρ+-=++)(559.08.91360018.91000105.1745.08.9136004121水银柱mm ggHp p h a =⨯⨯⨯-⨯-⨯⨯=--=ρρ2-5解：设：水银的密度为1ρ，水的密度为2ρ，油的密度为3ρ；4.0=h ，6.11=h，3.02=h，5.03=h。
根据等压面理论，在等压面1-1上有：()Pah h h g p gh p p gh h h h g p a a 55321231031321201039.15.03.06.18.91000100013.15.08.913600)()(⨯=++⨯⨯-⨯+⨯⨯=++-+=+=+++ρρρρ在等压面2-2上有：()mhh H p gH gh gh p 5.18004.06.110003212032120=-⨯=-=++=+ρρρρρρ2-6解：设：甘油的密度为1ρ，油的密度为2ρ，4.0=h 。
根据等压面理论，在等压面1-1上有：m h h H p h g h H g p 26.17007.012604.0)(210120=⨯+=∆+=+∆=-+ρρρρ 2-7解：设：水银的密度为1ρ，油的密度为2ρ。
根据等压面理论，当进气关1通气时，在等压面1-1上有：11120p h g gH p +∆=+ρρ（1）当进气关2通气时，在等压面1-1上有：021220p h g gH p '+∆=+'ρρ（2）式（1）-式（2），得：()()()()ah h g H H h h g g h h g H H g 2112121122211212∆-∆=-∆-∆==∆-∆=-ρρργρρ 2122212212h h a h h g g h g H ∆-∆∆=∆=∆=γρρρ2-8解：设：水银的密度为1ρ，热水的密度为2ρ，锅炉内蒸汽压强为1p ，大气压强为0p 。
根据等压面理论，在等压面1-1上有：211p gh p +=ρ（1）在等压面2-2上有：12221p gz gz p +=+ρρ（2）将式（1）代入（2），得：1222210p gz gz gh p +=++ρρρ221211ρρh z z h =-=2-9解：设：水银的密度为1ρ，水的密度为2ρ。
根据等压面理论，在等压面1-1上有：()1212-++=++h Z g p gh gZ p ABAAρρρ()()()Pagh h g ghgZ h Z g p p A A B A 512122107154.05.08.91360015.08.9100011⨯-=⨯⨯--⨯⨯=--=---+=-ρρρρρ2-10解：设：水银的密度为1ρ，油的密度为2ρ。
根据题意，有：22p gZ p A A +=ρ（1）()32p h Z g p A B +∆+=ρ（2）根据等压面理论，在等压面1-1上有：312p h g p +∆=ρ（3）将式（3）代入（1），得：312p h g gZ p A A +∆+=ρρ（4）将（4）-（2），得：()()Pahg p p B A 98125.08.9920100021=⨯⨯-=∆-=-ρρ2-11解：设：水的密度为1ρ，油的密度为2ρ。
根据题意，有：()21p h Z g p B A +∆+=ρ 221p h g gZ p B B +∆+=ρρ ()()Pahg p p B A 98125.08.9920100021=⨯⨯-=∆-=-ρρ2-12解：设：手轮的转数为n ，则油被压缩的体积为：ntd V 24π-=∆根据压缩性，有：68.222.0141075.43001025044210522=⨯⨯⨯⨯⨯⨯=∆=⇒∆=∆∆-=-ππβπβt d pV n pVntd p V V P P2-13解：设：水银的密度为1ρ，水的密度为2ρ。
根据等压面理论，在等压面1-1上有：gz p gh p p gh gz p 2112ρρρρ-+=⇒+=+当测压管下移z ∆时，根据压缩性，在等压面1-1上有：()()()zh g z g gh gp z z g gz p gh gp z z g p h p h g z z g p ∆+=∆+=-∆++-+=-∆++='+'=∆++12121102201102012ρρρρρρρρρρρρρ2-14解：建立坐标如图所示，根据匀加速直线运动容器中相对静止液体的等压面方程，有：c ax gz =--ρ设x=0时，自由界面的Z 坐标为Z 1，则自由界面方程为：x ga z z -=1设x=L 时，自由界面的Z 坐标为Z 2，即：()2212112/633.13.005.08.9s m L gh L z z g a L g az z L g a z z =⨯==-=⇒=-⇒-=2-15解：根据题意，容器在Z 方向作匀加速运动。
建立坐标如图所示，根据匀加速直线运动容器中相对静止液体的压强方程，有：c Z a p dz a dp zz+=⇒=ρρ当Z=0时，p=p 0。
则p Z a p z+=ρ1）容器以6m/s 2匀加速向上运动时，8.1568.9=+=za ，则：Pap 11580010118.1510005=⨯+⨯⨯=2）容器以6m/s 2匀加速向下运动时，8.368.9=-=za ，则：Pap 10380010118.310005=⨯+⨯⨯=3）容器匀加速自由下落时，0.08.98.9=-=za，则： Pap 10000010110.010005=⨯+⨯⨯=4）容器以15m/s 2匀加速向下运动时，2.5158.9-=-=z a ，则：Pap 9480010112.510005=⨯+⨯⨯-=2-16解：建立坐标如图所示，根据匀速旋转容器中相对静止液体的液面等压面方程，有：22021rgz z ω+=式中r=0时，自由界面的Z 坐标为Z 0。
1)求转速n 1由于没有液体甩出，旋转前后液体体积相等，则：⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯+=⨯⨯⨯⨯=⎰42202/012168181224D g D Z dr z r h D D ωπππ2201161Dg Z h ω+=2210161Dgh Z ω-= （1）当式中r=R 时，自由界面的Z 坐标为H ，则：22081Dgz H ω+= （2）将式（1）代入（2），得：()()srad D g h H DgD g h H /667.183.08.93.05.016168116122122221=⨯-⨯=-=+-=ωωωmin /25.1782667.18602601r n =⨯==ππω2)求转速n 2当转速为n 2时，自由界面的最下端与容器底部接触，z 0=0。
因此，自由界面方程为：22221r gz ω=当式中r=R 时，自由界面的Z 坐标为H ，则：srad gH R R g H /87.205.08.9215.0121212222=⨯⨯==⇒=ωωmin /29.199287.206026022r n =⨯==ππω mD g h 25.03.08.987.20161161222222===ω2-17解：建立坐标如图所示，根据题意，闸门受到的液体总压力为：N B H gP 5.165375.15.1218.910002122=⨯⨯⨯⨯==ρ在不考虑闸门自重的情况下，提起闸门的力F 为：NP F 25.115765.165377.0=⨯==μ2-18解：建立坐标如图所示。