流体课后习题及32学时复习题答案.doc

第一章作业1-9 解：压缩系数的定义为：于是：压缩系数的倒数即为弹性模数：1-12 解：平板匀速下滑时，其重力在运动方向的分力等于平板所受的内摩擦力，则根据牛顿内摩擦定律于是：1-13 解：轴表面的速度为 由牛顿内摩擦定律，可得轴表面的内摩擦力为轴表面所受的摩擦阻力矩为：1-14 解：在圆盘上取一个微小环形，该处的速度梯度为 微小环形所受的摩擦阻力矩为：于是，整个圆盘所受的摩擦阻力矩为： 则：第二章作业2-10 解：本题按绝对压强进行计算。容器内气体压力为 因为 所以 = 3.08 (Pa)2-13解： 如图设两杯中初始液面高度为及。当U型管中液体交界面上升时，左杯液面下降和右杯液面上升高度均为。由初始平衡状态得：U型管与杯中生降的液体体积相等：以变化后的U型管液体交界面为基准，得 由以上三式整理得 代入已知数据，得 换算成水柱为： 根据计算结果可见，原来只有16mmH2O的压差，用双杯二液式微压计却可得到280mmH2O的读数，说明测量精度较高。2-19解：（1）当自由液面正好到达容器边缘时，根据自由液面方程，此时自由液面最低点距离容器顶部的高度为：根据容器内水的体积守恒，可得：于是：则此时的转速为：（2）当自由液面正好到达容器底部的时候，有则此时的转速为：如果此时容器停止旋转，则水面高度为：2-23解：因为水闸的内外均受大气压力作用，故大气压的影响可略去。 作用在闸门上的总压力为：根据压力中心的计算公式，可得：这个距离应该是闸门的延长线与水面的交点为原点算起的距离。式中， 所以，对O点列合力矩方程，得：于是： 2-24解：（解法一）直接求压力体根据压力体的确定原则，压力体体积为球缺CD上方的体积与球体被圆柱挖空以后剩下部分体积之差。即其中，V0和V1分别为球和球缺的体积。记球缺的高度为h，则 根据几何关系，有：可求得： 于是提起该球所需的力为：（解法二）假设球体全部淹没在水中，则相当于虚加了一个作用在球缺EG的向上的力f，于是于是提起该球所需的力为：其中，作用在球缺EG的向上的力为：可以看到，结果与第一种解法一致，但是过程比较简单。第三章作业3-9解：水箱下降的体积就是排出的流体体积，为：则泄流量为：小孔截面积 平均流速为：1.28 m/s3-15（3）解：（求流线方程）根据流线方程，有 则 积分得流线方程为：第四章作业4-8 解: 取无限远处为1-1截面，测压管的地方取截面2-2。列出截面11、22的伯努利方程：根据已知条件有： ，代入上式，得：求得：相应的流量为 4-13解：取水面作为1-1截面，距离小孔x处为2-2截面。根据已知条件有： ，代入上式，得： 即 由于小孔出流速度为：根据连续性方程，得： 4-16解：根据Bernoulli方程，阀门开闭前后的压力差将转化为流动的动能。即所以有：水流量为：4-22解：取1、2两个缓变流截面，列出Bernoulli方程 流量已知，可求出两截面的流速为：于是：取渐缩管内表面及其进出口截面所包围的空间为控制体，假设水管对控制体内水的作用力为F（向左）。列出动量方程：解得：4-25解：取射流表面以及沿平板表面为控制体，木板对水的作用力为F。则动量方程为由连续方程，有：联立以上各式，可解得： 得： 水对平板的作用力方向垂直与平板、作用点在射流的冲击中心。木板在水的冲击下处于平衡状态，对A点取力矩平衡，有：则： 第五章作业、5-20解：管内流速为 流动的雷诺数为： ，显然流动为层流。则沿程阻力系数为： 沿程阻力损失为：为克服阻力需要增加的功率为：5-22解：由沿程阻力计算公式 简化为水力坡度 则沿程阻力系数为： 第六章作业6-13解：列出大小两截面的伯努利方程于是：由于阻力损失只有局部损失，因此：对于小截面来说，局部阻力系数为：0.1386-17解：列出水面和排水管出口两截面的伯努利方程显然有：，整个管路系统的阻力损失为：又因为： 代入伯努利方程，整理得：32学时流体力学课复习题（计算题参考答案）三、计算题1、流体的粘度0.004PaS。2、油的粘度0.837PaS。3、所需的作用力4.8N。4、油液的动力粘度1.864PaS。5、绝对压强为94389Pa，真空为6936Pa。6、两直管中的液面高度差25.51mm。7、n1=178.3rpm，n2=199.3rpm，h2=0.25m8、铰链至水闸下端的距离0.796m。9、作用在圆柱上的力487.415kN，与水平方向夹角78.4度。10、作用在圆柱体上合力的大小1320kN，与水平方向夹角57.98度。11、作用在闸门上的总压力的大小1583kN，与水平方向夹角39.3度。12、流线方程 14、集流器的吸气量1.93m3/s。15、虹吸管的管径d=67.9mm，上端管中的负计示压强值-58800Pa。16、水泵的吸水高度4m。17、油对平板的打击力2608N。18、支撑弯管在其位置所需的力Fx=1101.25N，Fy=537.49N19、流量0.00718m3/s，射流的上升高度26.68m。20、均为层流。21、每秒必须向水箱内加水0.0217m322、沿程损失系数0.019223、打击力，上下两股分射流流量、24、25、水泵扬程13.56m26、所需