第二章 习题解答.doc

第二章 习题解答2-1 图2-15是人主动脉弓示意图.血液从升主动脉1经主动脉弓流向降主动脉5，方向改变约180.主动脉弓上分支出头臂干动脉2,左颈总动脉3和左锁骨下动脉4.设所有管截面均为圆形，管直径分别为d1=2.5cm,d2=1.1cm,d3=0.7cm,d4=0.8cm,d5=2.0cm.已知平均流量分别为Q1=6.010-3 m3min-1,Q 3= 0.07Q1,Q4 = 0.04Q1, Q 5= 0.78Q1.试求：(1)2的平均流量Q2；(2)各管的平均速度(用cms-1表示).解：(1)血液按不可压缩流体处理，由连续性方程可得 Q1 = Q 2 + Q 3 + Q 4 + Q 5管2的流量为Q2 = Q 1(Q 3 + Q 4 + Q 5)= Q 1(0.07+0.04+0.78)Q 1 = 0.11Q1=6.610-4 m3min-1(2) 各管的平均速度为 2-7 一开口大容器，在底部有一小孔，截面积为1.0 cm2，若每秒向容器注入0.40L的水，问容器中水深可达多少？ 解：选择大容器水面1处和底部小孔2处列伯努利方程，选定经小孔2处的水平面为参考水平面 将v1=0, h1=h, h2=0, p1=p2=p0, Q=0.4010-3m3s-1, S2=1.010-4m2等代入伯努利方程得,以此代入连续性方程，有 2-8 密闭大容器底侧开有小孔A,水深h1和压强计指示h2如图2-17所示.求水从小孔A流出的速度.解：选择大容器内B水面和小孔A处列伯努利方程(以小孔 A处为参考水平面)有:由压强计得 由vB=0, hB= h1, hA=0, pA=p0,可求得水从小孔A流出得速度 2-9 用如图2-18所示的采集气体装置,如果U型管压强计指示的水柱高度差为2.0cm,若某种气体的密度为2kgm-3,采气管的截面积S为10cm2.求5分钟内可采集多少该种气体？解：由皮托管原理先求得气体流速 再求得5分钟内采集气体的体积2-10 水在内半径为0.10m的金属管中,以0.50ms-1的速度流动,水的密度为1.0103kgm-3,黏性系数为1.010-3Pas.水在管中呈何种流动状态？若管中的流体是油,流速不变,其在管中呈何种流动状态？(油的密度为为0.9103kgm-3,黏性系数为3.510-2 Pas).解: 实际流体无论何种流体,均可由雷诺数的大小判断是作层流还是湍流.实验表明,对于直圆管道中的流体,当Re1000时,流体作层流;Re1500时,流体作湍流;当1000Re1500时,流体可作层流也可作湍流,为过渡流.(1) 水的雷诺数为所以水在管中呈湍流状态.(2)油的雷诺数为10001.31031500,油在管中呈过渡流状态.2-14 某人的心输出量为0.8510-4m3s-1,体循环的总压强差为11.8kPa,此人的循环总流阻为多少？ 解: 2-16 红细胞的密度为1.09103kgm-3,可近似看成是半径为2.010-6m的小球.设37时的血浆的黏度为1.210-3Pas,密度为1.04103kgm-3.求红细胞在血浆中自然沉降1.0cm所需要的时间.在加速度为105g的离心机中的离心管内