工程流体力学习题和解答.pdf

普通高等教育“十一五” 国家级规划教材 “过程装备与控制工程”专业核心课程教材 工 程 流 体 力 学 （第二版） 习题 与 解 答 黄 卫 星 编 四川大学化工学院过程装备与安全工程系 2008 年10 月30 日 1—1 第1 章 流体的力学性质 1-1 用压缩机压缩初始温度为 20℃的空气，绝对压力从 1 个标准大气压升高到 6 个标 准大气压。试计算等温压缩、绝热压缩、以及压缩终温为 78℃这三种情况下，空气的体积 减小率∆ = (V − V ) / V 各为多少？ V 1 2 1 解：根据气体压缩过程方程：pV k const ，有(V / V ) ( p / p )1/k ，所以 2 1 1 2 (V −V ) V  p 1/k 1 2 2 1 ∆V = 1=− 1=−   V V p 1 1  2  等温过程 k=1，所以 ∆V 1=− p 1 /p 2 1=− 1/ 6 =83.33% 绝热过程 k=1.4，所以 1/1.4 1/1.4 =72.19% ∆V 1=− (p 1 /p 2 ) 1=− (1/ 6) 压缩终温为 78℃时，利用理想气体状态方程可得 V p T 1× 78 ∆ 1=− 2 1=− 1 2 1=− =80.03% V V p T 6 × 20 1 2 1 − 10 2 1-2 图 1-12 所示为压力表校验器，器内充满体积压缩系数βp 4.75 =×10 m /N 的油， 用手轮旋进活塞达到设定压力。已知活塞直径 D=10mm，活塞杆螺距 t=2mm，在 1 标准大 3 气压时的充油体积为 V0=200cm 。设活塞周边密封良好，问手轮转动多少转，才能达到 200 标准大气压的油压 （1 标准大气压=101330Pa ）。 解：根据体积压缩系数定义积分可得： 1 dV β =− → V V exp[=−β ( p − p )]