作业习题
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第八章习题
8-1外径为2r1和内径为2r2的两个同心圆管，各以角速度ω1和ω2同向旋转。试证明两圆管间的速度分布为
8-2在图8-5中，假设柱塞以U=0.6m/s的速度向油缸方向运动，试求柱塞带入油缸内的油的流量，并求作用在柱塞上的切向应力和总力F。
【2.33×10-6m3/s, 1226Pa, 635.4N】
8-3油的相对密度d=0.85，粘度μ=3×10-3Pa·s，流过r1=15cm, r2=7.5cm的圆环形管道。若管道水平放置时每米管长的压强降为196 Pa。试求（1）油的流量；（2）外管壁上的切向应力；（3）作用在每米内管上的轴向力。
【1.636m3/s, 6.747Pa,4.03N/m】
8-4图8-37所示为二平板沿相反的方向运动,U1=2U2=2m/s,倘若P1=P2=9.806×104Pa, a=1.5mm, μ=0.49 Pa·s, 求作用在每块平板上的切向应力。
【980 Pa】
8-5沿倾斜平面均匀流下薄液层，试用图8-38所示的自由体去证明：（1）流体内的速度分布为
；（2）单位宽度上的流量为
。
8-6图8-39所示斜锲形滑块以U=1.2m/s的速度运动，假设滑块的宽度为300mm，且在宽度的方向（垂直图面方向）没有油流出，油的粘度μ=0.784 Pa·s，求滑块能够支承的载荷和滑块的阻力。
【1.504×106N,1181N】
8-7试求作用在图8-39所示滑块上的最大压强和作用位置，并求作用在滑块上的压力中心。
【5.648×107 Pa,0.1125m,0.0911m】
8-8温度为25℃的空气，以30m/s的速度纵向绕流一块极薄的平板，压强为大气压强，计算离平板前缘200mm处边界层的厚度为多少？
【1.92mm】
8-9温度为20℃,ρ=925kg/m3的油流，以60cm/s的速度纵向绕流一宽15cm,长50cm的薄平板。试求总摩擦阻力和边界层厚度。在20℃时油的ν=7.9×10-5m2/s。
【0.556N,47.4mm】
8-10平板层流边界层内速度分布规律为
，试求边界层厚度和摩擦阻力系数与雷诺数Re的关系式。
【
,
】
8-11若平板层流边界层内的速度分布为正弦曲线
，试求δ和Cf与Re之间的关系式。
【
,
】
8-12根据边界层内紊流速度分布的指数规律
和
，试求紊流边界层厚度δ。
【
】
8-13在同样雷诺数Rel的情况下，试求20℃的水和30℃的空气各平行流过长度为l的平板时产生的摩擦阻力之比。
【3.36】
8-14一块长6m宽2m的平板平行静止地安放在速度为60m/s的40℃空气流中，在平板边界层内从层流转变为紊流的临界雷诺数Rex=106。试计算平板的摩擦阻力。
【69.2N】
8-15直径为500mm的管道，通过30℃的空气，在垂直于管道的轴线方向插入直径为10mm的卡门涡街流量计，测得漩涡的脱落频率为105
，求管道中的流量。
【0.98m3/s】
8-16试求一辆汽车以60km/h的速度行使时，克服空气阻力所作的功率，已知汽车垂直于运动方向的投影面积为2m2，阻力系数为0.3，假设静止空气的温度为0℃。
【1.797kW】
8-17在风洞中以10m/s的风速垂直吹向直径为50cm的圆盘，试求圆盘所受的阻力。空气的温度为20℃.
【13N】
8-18可用下列方法测定油的粘度：将油放在有刻度的玻璃量筒内，使小钢球在油中自由降落，当作用在小钢球上的重力与油对小钢球的阻力和浮力达到平衡时，球在油中等速下降。用停表测得球通过量筒上两个刻度之间距离的时间，求得球的下降速度。由于油的粘度较大，这时的雷诺数一般都小于1，所以，可以根据式（8-80）求出油的粘度。假如被测透平油的密度ρ=899.4kg/m3，直径为3mm的小钢球的密度ρs=7791kg/m3，测得球在油中等速下降时的速度为11cm/s。试求透平油的动力粘度，并验算一下估计雷诺数小于1是否正确？
【0.3072Pa·s】
8-19某采暖沸腾炉的料层温度为1000℃，烟气的运动粘度ν=1.67×10m2/s，料层内燃料的颗粒密度为2294 kg/m3，平均粒径为1.68mm。试问通过料层最小需要多大风速，才能使颗粒处于悬浮状态？
【19.2m/s】
8-20某台220t/h锅炉的一次风喷燃器的喷管采用圆形截面，出口直径为500mm。出口风速为30m/s，求距离风口2m,2.5m和5m处的中心风速。若喷管采用的是扁形截面，出口宽度为500mm，则距离风口同上三个距离处的中心风速各为多少？要使扁形截面射流得到与圆形截面射流同样的三个中心风速，则各离开风口多少距离？
【30 m/s, 26.5m/s,15.3 m/s,30 m/s,29.5 m/s,22.4 m/s, 2.25m,3.32 m,11.8 m】
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