高 等 学 校 教 学 用 书
流体力学与流体机械
习题参考答案
主讲：陈庆光
中国矿业大学出版社
张景松编.流体力学与流体机械, 徐州：中国矿业大学出版社，2001.6（2005.1重印）
删掉的题目：1-14、2-6、2-9、2-11、2-17、3-10、3-19、4-5、4-13
《流体力学与流体机械之流体力学》
第一章 流体及其物理性质
1-8 1.5m3的容器中装满了油。已知油的重量为12591N。求油的重度?和密度?。 解：??m12591??856.5kg/m3；???g?8394N/m3 V9.8?1.51-11 面积A?0.5m2的平板水平放在厚度h?10mm的油膜上。用F?4.8N的水平力拉它以U?0.8m/s速度移动（图1-6）。若油的密度??856kg/m3。求油的动力粘度和运动粘度。
FU?9.6N/m2，???， Ah?h?0.12Pa?s，???/??0.12/856?1.4?10?4m2/s 所以，??U解：??21-12 重量G?20N、面积A?0.12m的平板置于斜面上。其间充满粘度
??0.65Pa?s的油液（图1-7）。当油液厚度h?8mm时。问匀速下滑时平板的速度是多少。
解：F?Gsin20??6.84N，??F?57Pa?s， A因为???U?h57?0.008，所以U???0.7m/s h?0.651-13 直径d?50mm的轴颈同心地在D?50.1mm的轴承中转动（图1-8）。间隙
s。中润滑油的粘度??0.45Pa?当转速n?950r/min时，求因油膜摩擦而附加的阻
力矩M。
解：将接触面沿圆柱展开，可得接触面的面积为：
A??dL???0.05?0.1?0.016m2
dd2?n???2.49m/s 2260D?d?0.05mm 接触面间的距离为：??2 接触面上的相对速度为：u?接触面之间的作用力：F??Adu???A?358.44N dyud?8.9N?m 21-14 直径为D的圆盘水平地放在厚度为h的油膜上。当驱动圆盘以转速n旋转
则油膜的附加阻力矩为：M?F时，试证明油的动力粘度?与驱动力矩M的关系为：
??证明：??2?n?n?nr?，v??r? 603030960hM 24?nDv??2nr2dr??2nr3drdA?2?rdr，dF??dA?，dM?dFr?
h15h15hM??D/2??2nr3dr15h960hM
?2nD40???2nD4960h
所以：??第二章 流体静力学
2-5 试求潜水员在海面以下50m处受到的压力。海面上为标准大气压，海水重度??9990N/m3。
55 解：P?Pa??h?1?10?9990?50?6?10Pa
2-6 开敞容器，盛装?2??1两种液体，如图2-27所示，求：①在下层液体中任一点的压力；②1和2两测压管中的液面哪个高些？哪个和容器内的液面同高？为什么？
解：①P?Pa??1h1??2h2 其中，h1为上层液体的深度，h2为下层液体中任一点距离分界面的距离。
②测压管1的液面高些，与容器的液面同高。
管1中的流体与容器中上层流体为同一种流体，并相互连通，根据等压面的性质，对于同一种流体并连通时，任一水平面为等压面，即管1中的液面与容器内的液面等高。
划交界面的延长线，并与管2相交，根据等压面的定义可知，这是一个等压面：p??1h1??2h'
??2??1 ?h1?h'
2-7 如图2-28所示的双U形管，用来测定重度比水小的液体的密度。试用液柱高度差来确定位置液体的密度?。（管中的水是在标准大气压下，4?C的纯水）
解：Pa??水(h4?h3)??h 1）
Pa??水(h1?h2)??(h?h3?h2) 2） 将1）式代入2）式得：
???水（h1?h2?h3?h4)h3?h2????h1?h2?h3?h4?水
h3?h2?g?h1?h2?h3?h4?水
h3?h22-9 某地大气压为101325N/m2。求：①绝对压力为202650N/m2时的相对压力及水柱高度；②相对压力为8m水柱时的绝对压力；③绝对压力为78066N/m2时的真空度。
2 解：①P，?水h?P相，所以，h?10.34m ?202625?101325?101325N/m相242②P相??水h?8?10N/m，所以，P?181325N/m
③真空度?101325?78066?23259N/m2
2-10 用两个U行管串联在一起去测量一个贮气罐中的气体的压力，见图2-30所示。已知h1?80cm，h2?70cm，h3?80cm，大气压为101325N/m2，
?汞==1.3332?105N/m3，气柱重力可略去，求罐内气体的压力等于多少。