流体力学课后习题习题答案

2-1 2.94fwd2-2 2222230.15.76.0.31.490.51.0.76840.54/COSONHOkgm2-3 30 3.19/228.p kgmt 2 3257()10.7COSTPasA22084S 22325()7.O sTS220 106N PaA22 325().HO s1112121222221 2225.30COSOSONHOCMMMPasA2/7m2-4 8502.10.dpPaV2-5(1) 523.9210(/)dpdpPaRTdRTV(2)等熵过程有 pvC1 51 .49210(/)/dddpPaVV 2-6 m315/pVmp2-13 轴承和轴之间间隙很小，可近似认为速度在此处呈直线分布，由牛顿内摩擦定律，有 ()2250.760durFAlyDdnPkWPvr2-14 本题中飞轮受到惯性力和轴承中摩擦力的作用，对飞轮列出定轴转动微分方程，有（J 为飞轮矩， 为摩擦力矩，G 为飞轮重力，r 为轴半径）dJMt2604nGDduArgtyl代入相应数值后得 .38PasA5-2 （ 1） 30.152l lhhmkk（2）这是重力作用下的不可压流动了，此时满足 Fr 数相等。有1212vvllk523529./v vqllvlqkms（3）此时欧拉数相等，且模型和原型中用的是同种流体，有 1k则 221p epvlv pkk390elpPa5-5 不计粘性影响，此时满足 Fr 数相等。有12123.45/vvlllkkms模型和原型中用的是同种流体，有 1k所以 23vFllkF3704lN.15240.PvkW5-7 这是粘性流动，此时有 Re 数相等vlvlkk因为 =1，所以 1lvH3081.564lHkm 210vFlFN5-10 (1)这是粘性流动，此时有 Re 数相等1vlvlkk查表插值得 620, m/s14.0C个 标 准 大 气 压 下 ，2515个 标 准 大 气 压 下 ，80.164/3623lvks风速很大，使风洞的初投资和运行成本大大提高（2）此时同样有 Re 数相等1vlvlkk6 302732733, 1.4/151050.9pC kgmt此时 62m/s.180.1.5/343lvks5-13 由题意和 定理，有(,)0FvdHg取 H,g， 为基本量纲，则有，所以所取基本量纲合理0120311132111112,()()00()abccvHgMLTacbcvgH由 量 纲 一 致 性 有T22232222,()()100abccdMLTabccdH由 量 纲 一 致 性 有333123333123,()()1abcabcHgMLTccgH由 量 纲 一 致 性 有T44423244442,()()110abccMLTacbcgH由 量 纲 一 致 性 有T所以 1/23/212(,)(,Re)()vddf fWgH整理得 ,Re)fW5-14 由题意和 定理，有(,)0DFdv取 d,v， 为基本量纲，则有，所以所取基本量纲合理13010111231112,()32DabcbcDFdvLTMacbcFdv由 量 纲 一 致 性 有22221132222,()3abcbcdvTLMacbcdv由 量 纲 一 致 性 有2()DFf整理得2()4Ddvf第六章复习题1. 圆管流动中，层流的断面流速分布符合（ ） ，紊流的断面流速分布符合（ ）a. 均匀规律 b.直线变化规律 c. 抛物线规律 d. 对数曲线规律2.理想流体在流动过程中，流层之间的切应力为（ ）a. 0 b.粘性切应力 c. 湍流附加切应力 d. 粘性与湍流附加切应力的和3.实际流体在湍流状态，其流层间的切应力为（ ）a. 0 b.粘性切应力 c. 湍流附加切应力 d. 粘性与湍流附加切应力的和4.湍流附加切应力是由于（ ）而产生的a.分子内聚力 b.分子间的动量交换 c.重力 d. 湍流元脉动速度引起的动量交换两根直径相同的圆管，以同样的速度输送水和空气，不会出现（ ）a. 水管内为层流，气管内为湍流 b. 水管气管内都为层流c. 水管内为湍流，气管内为层流 d. 水管气管内都为湍流圆管湍流过渡区的沿程损失系数（ ） ；它在湍流粗糙区的沿程损失系数（ ）a.与雷诺数有关 .与管壁相对粗糙度有关 c. 与雷诺数和管壁相对粗糙度有关 与雷诺数和管长有关工业管道的沿程损失系数在湍流过渡区随雷诺数的增加而（ ）. 增加 b. 减小 c. 不变 . 前三种情况都有可能6-1、层流管流中，流速分布式为 2 20 0max20max()(),4418xrrdpghdpghvvl l依题意，有 ,xv即220max()(),48rrdpghdpghvl l求解得 02r6-2、由已知得， 22s90.8/36.74Re10,9mwqv sd冬 季 管 内 为 层 流夏 季 管 内 为 层 流6-7、 e102,d管 内 为 层 流25./mflvhg流 体 柱6-13、 15时空气的由插值法 得，1520153.624.510/ms，试取=0.02，此时0.8d 4Re，此时2(1)219.5/ff gdmslhlvhg61.70Re由莫迪图查得=0.018 ，代入（1）得 v=20.5m/s, 此时 61.70Re由莫迪图查得=0.018, 取值合理，235./4Vqdmsv6-17 设管道内流体的流速为 v，右侧容器的自由液面为基准面，对两容器自由液面列伯努利方程，有 22(10334lHdggv入 出 （ 1)）代 入 数 据 ， 得试取=0.025 ，此时 ，代入（1）式得，v=3.83m/s，2Re进行 Re 数计算得 Re= ，查得 =0.028，代入（ 1）得 v=3.69m/s，Re=4.0，查得=0.028，取值合理，41.280所以 23.6/Vqdmsv6-26 取两容器自由液面为两缓变流截面 1 和 2，以右侧容器的自由液面为基准面，由题意知 121.4/vsd22.8/vmq对两容器自由液面列伯努利方程， 22221 1(vlvlvHdggg入 门 出扩 +）新低碳钢管绝对粗糙度为 0.046mm，则 610.3Re1.70d，查莫迪图得 =0.0151同理可得 20.451)=.63A扩 （代入数据得 H=9.4m 列伯努利方程6-27 铸铁管的绝对粗糙度为 0.45mm，右侧容器的自由液面为基准面，对两容器自由液面列伯努利方程 221=lvlHdg试取 1=0.015，此时 V1=1.5m/s， ，61.80Re1.04d查莫迪图得 =0.016，此时 V1=1.45m/s， ，1 .7查莫迪图得 =0.016 合理，所以 V1=1.45m/s试取 2=0.02，此时 V2=1.33m/s， ，6.30e2.045d查莫迪图得 =0.017，此时 V2=1.44m/s， ，1 1.R查莫迪图得 =0.017 合理，所以 V2=1.44m/sQv= Qv1+ Qv2=2.77m3/s第 8 章 复习题1. 连续性方程 只适用于（ ）v0dtAa. 不可压流体 b.不定常流动 c. 任何流体 d. 定常流动2.河水在重力作用下沿斜坡向下流动，水深为 h，液面上是大气，要求解其速度分布时液面上的运动学边界条件可取为（ ）a. u=常数 b. p=常数 c. 0uy3.请指出下列说法中正确的说法：动量方程中 是指Fa. 流体对固壁的作用力合力 b. 固壁对流体的作用力合力c. 作用在控制体上的作用力合力4.将伯努利方程从沿流线成立推广到全流场成立的附加条件是（ ）a. 将不可压流体推广到正压流体 b. 将重力推广到有势的体积力c. 涡量处处为 05.在满足质量力有势，正压和无粘性条件下的单连通区域（区域内无固体边界存在）上，按汤姆孙定理和斯托克斯定理，以下说法正确的有（ ）（1）若曲线上环量不等于零，曲线内必有涡旋存在（2）若曲线上环量等于零，曲线内必无旋（3）若曲线上环量等于零，曲线内可能无旋也可能有旋。6.平面涡流的流动结构可分为（ ）区和（ ）区，这两个区的总压降（ ）7.速度势函数存在的条件是（ ）A不可压流体 B. 无粘流体 C. 无旋流动 D. 平面流动8.流函数存在的条件是（ ）（1）不可压缩流体（2）无粘流体（3）无旋流动（4）平面流动A （1） （2） B. （1） （3）C. （1） （4） D. （2） （4）9.作为平面势流的一个基本解，由直线