工程流体力学_课后习题参考答案__(周云龙_洪文鹏教材版)[1]

1、工程流体力学 课后习题参考答案工程流体力学（第二版）中国电力出版社周云龙洪文鹏 合编、绪论0453 = 9061-15：二 kg/m3一二丝二 0,9061000273 p273p-岛=1.34xxl = 0.5441-2 2一一 ；二52二 ，kg/m31-3二-二”【二-if；m3/h一 1 2一 1 - 二匕 _ _1995x101x1041，1/pa1-5 - 二一.：一：., pa. $p = jf=13x10-3 =1,3x101-6m2/s就j 3.14x0,1x5000 .1-7 (1)u = = 2c. 17m/s=5.23 x10s1/sdu _u-0 _26.17s- 0

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4、 j 1 一 .1 11 lu.l m2、厂 ,du “我一 0 笈n = fu = ua-it =柒4=必dy 88n8m-m/s皿= 321=被m9q一 二一 一r/min1-17 -.二- 1 i， u . pa . sf= m = 0 082xl.8x0,1x 0, = 1475oo.l n1-18由1-14的结果得79.2n - m/冗网d， 4400x10x3 14s x90x0464 325 - 32x305 -960x0.23xl0-3, du du1-19外一“086.7%1-20 -： mm j.53b1.53x 0.513 a 凸生h丽=-(0,

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6、 (户庵p&o)皂(13600-1000)x9.8h =13u-) 2-5二一一.一一二；kg/m3凡一科gh二pgh： - - i-pa2-6 -：不一； ：- -1pa2-7ai+科典=丹+用飒+ 为g%= 68,95x1000+1000x0.83x98x0 12+1000x13.6x98x0.曲一 1000x0.83x9 8x0.16 ；，；kpa 匕.;一；.遥一：.；= 137,9x1000+1000x0史 x9,gx016-1000xl 允 x9x0避-1000x03x98x0.12-在不打az 一上一；一一一kpa2-8 设：cm-：m -mpa巧g为-。谒& +p融g区二pl凡

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8、(2.5-1.5)-1000x9.8x(3.5-1.5).-ipa2-13：用一一113.85cm.p且+ agxq84 1.372 xloj +0,75x1000x9,8x0-84(13600-0.75x1000)x9 8n =2-14 3小；)二一叫力-10845 +1.60xl000x9.8x 0x6 a o.=u.o62-1000x9 8x0432-15-.二-整理：-二.：,：；二.。二,二 - ：. -：1-1-二-kpa2-16设差压计中的工作液体密度为 /p a闹第座他心)-p幽-的)4?二 一弘二您(m - % -友+友)-p&区-匕)二 1 5x1000x9 8x(3.81

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10、8x 2,4x2+ 1000x9.8xx2.4x22= 148364 16 + 56448二 ，-n对a点取矩 匕c zd=次 , 了切+既值力+既以zra2242117454 96x(3.8xi)+ 14836416x(3.8+) + 56448x(3 8 + 2 4x-)yn =-322267 12二 4171 m (距 a点) 2-22设梯形坝矩形部分重量为q,三角形部分重量为g?g二伪 + 1= 2000x9,8x30x(4x+-x4) = 3528x(1)-(kn)3= = 9800xix3x30 = 1323二(kn)3.75m,_ 1323000x10 7(7=103528000

11、fx3 = 1323 (2)-kn m29?10a -x+ga -1=2000x9,8x30x3,75ax(4x-+-x4x-)= 60637.5 二3223knm稳固f =僦a = 9800x(- sin 60)x09x1.2 = 10584a-4124.72-23-2总压力f的作用点到a点的距离尸+ &l = 0,45 + 一2 12x(l2x09$急争.0.45 +0.8112x(1.1547-0.45)由gxq3二尸了2-24）：,二, 4m；m1 0235034.52 n5*= 9800 xf+1.22)x0 915x1.83 =2-25.i mx0515xl.831 f = pgh

12、.a = 9800x(rxl.83xsm 47 +0.91) xxl.22xl,83 = 19392.552-26一一n二(告+ 122) + 彳/=2.266m（距液面） 节+ 1.22)黑 0.915x1,83091y.a sin 4yxl.22xl.833+ 1 x l83 +(- + -xl83)xxl.22xl.83 sin 45- 32= 2.53（距液面）0912 58-上。1,293或 sin 45*m(距 c点)2-27第一种计算方法:设水面高为二；5油面高为a = 1.829m；水的密度为巴,油的密度为af1-月甑遂-pig x h x占= 19981.5左侧闸门以下水的压

13、力:一 一 2nh耳源二用力动=14986.1 右侧油的压力：二n左侧闸门上方折算液面相对压强：二必源-用+凡=20938.6 则：；+-nh 22由力矩平衡方程（对a点取矩）：5+及”一居解得：演= 26672（n）第二种计算方法是将左侧液面上气体的计示压强折算成液柱高（水柱高），加到水的高度月中去，然后用新的水位高来进行计算，步骤都按液面为大气压强时计算。闸门左侧所受压力:耳=凸或d 二凸鼠#-勺泌=9.8xl03 x(3.966-) xl 329*1 219 = 66674.二n闸门右侧所受压力：1 q9q玛=臼典ja=750x9.8x xl 829x1.219 = 14986一n2y

14、-h = .29作用点：m由力矩平衡方程：3（对a点取矩）fr解得：66674xl.006-14986xl.2191.829=26685n1 02入=喃金=1000x9,8x-xl.83xl= 16409.62-28-2nps -咫，=1000x9.8x-xl.83a xl = 25763.1_ n2-29c点的测压管水面的距离pg196120-101325 - 9.673.；二 jma k 2#二f1您哙二组成（旧一.一二成2 2= 9800x3.14xl2(9.673-xl)2fa - pgk a= 1000x9.8x-x2xl.5- 29400 2-30a 点：2nit *a =g-bk

15、 = 24240-1000x9,8xax2-x1,5 = 1161b点：*24n 2-31l =*加h-*) = 9800x(314xos xl、x3 14x0,253)；nf月 400.7n35月二 硒a 二 9800x x3.5xl= 600252-322n右二叫。呦了的=3.98sm3,一：n：1nr+ arcsin2用= m = 9800 x-xaxl = 4900m 2-33 (1),. 5fs =咫右=pg xdz-坦 jr，dz = 9300(- jr2 -h2片二 p.a = 9800 乂黑人 1 二 4900m -1=叫=唐上龙=熠隼笫二号 心33山 f, = pi.a =

16、9800x |x a x 1 = 4900a5工二钻二pgxdz = pg ( arcsin )dz -5 h a侬(小 sj+,kfbj a2-341 0 1 0kn *二叫 =咫:就(-j = 9800)x3 14x2晨5-3.5)=15361 。2-35 (1) j-：、 4w 4x29.43x10r -二 =3 31尸： m (2)设在外载荷的作用下，室内的水面又升高了j t444 - d5产隈+加解得=05三、流体动力学基础a3-116r 32- 16-二j hj hk3333-3du du du% =ti+v + w dx dy dzm x m xa +ya - 2工2天+y2 2

17、式(m +城)+y2 2汗(x2 +y2)24m (?+/)加3vsvav = u +v+ w-办办电m x m - 2xy m y m x -y -2y2支e +y3 24(/+/)+ 2jt p +y3 2:7 ( +?)2二 j y4m(7 + wdi _dy 欣二 dy3-4 u v 即/ + 2f -y+3积分得-二二-t 仁。时，过p（-i , -i）点，/ = 5,流线方程为2-3彳=53-5 一 +”dxdydx _dy _ t y f -3-6 & v即2开+/ 2打f + j积分得一3-8 （1）连续（2）连续（3）不连续（4）连续du_ _ 3m;.+ +=5-3 + =

18、 03-11 士 八 三2dz 积分得3-122m/s3-131.5m3-1462mm3-150.17m3-16231cm23-17 (1)12600pa(2)-29400pa3-18设水箱液面为0-0,管道入口截面为1-1,管道最高处截面为2-2,管道出 口截面为3-3+%+4zn 十十-t tpg 2g /g 2g 4 + 0 + 0= 0 + 0 + 应m/s3.14x0 1x8.854 = 0.06952g解得m3/spg 2g pg 2g7c, po=“=99974pa,，=。，比= 736? pa % =% =835%为代入数据得二m,+外+,;一2 +0+7zn 十1 z 11急

19、 2g 处 2g品-4二2, po = 4 = 99卯4pa, 7广0, pi = 7367 pal时代入数据得】 mm3-1923.52kpa3-201.08m/s3-210.0243m3/s吊/一%+疗z -i1- zj -i13-22二二-二二二 4 ,所以不发生汽化的最大直径为m n 02789 m 273.9 mm3-253.89m3/s3-266663.68n3-270.0028m3/s3-29设水深为2m处过流断面为1-1 ,水深1.5m处过流断面为2-2 ,取1-1、2-2 及水面和固体边界为控制面。控制面内的水体沿水平方向受到的外力有： 底坎对 水流的反作用力 必；水流作用在

20、断面1-1和2-2上的压力a1” ;动量修正系数 自二月二1。则沿流向建立动量方程得：网陷叫）=6一月n(a)所以：;jj 二,二二 i 1-1和2-2均为缓变流过水断面，故2& =应门4 = 9800 x x 2 x2,7 = 529202-0 15-0 5f2 二名儿二 9800xx（2- 0.15-0.5）x27 = 24111.675-2n,始 公瓦+ . 二年+ 在1-1和2-2列伯努利方程： 2g（ b）匕=.匕=2x2,7匕=48匕又由连续性方程：=匕4得 41.35x2.?,二於弧-%）二 产8x（2 -85）=5比 代入（b）式解得：1 v 1,4于一1寸 1,19m/s所以

21、，.m/s./,- -：m3/s将已知数代入（a）式得：，n必是k的反作用力，故r的大小为22406.86n,方向水平向右。 四、不可压缩流体的有旋流动和二维无旋流动k% - （y sin xy+xcos jy）4-1（1）无旋（2）有旋 216 二二6 二一一(3)无旋(4)有旋 .24-2 (1)不存在势函数也不存在流函数(2)改为,+2”这样既存在势函数也存在流函数. 1 .事: x y-2xy-y +ca m 户 中二y 工+c 4-3 (1)22(2) ：, 1】：4 a q = c广 q = 1 4-53= -iz2 +2 鼻d hiy2 +c4-6 (1)22(2)册= 4/+/

22、 a, = 0y=2(/ _y)_3x + 2y+c 4-7. dp du dp dvjr r -由。由b 白如b一如包+心二65a虫二-加包+目二-115a得小：、.，4-82m3/s 4-9? 一厂 丁 -t -：4pa4-101.2m/s五、不可压缩流体二维边界层概述5-50.98m3/s5-687.09m/s5-1397.86kw5-1414.36kw5-1513n六、黏性流体的一维定常流动r 二吧 w 20006-1 层流_re_ 2000x7,5xlq?有一 780x09126七吨加1 526x1x3,14x0,01263 = 0,19-4.l/s乐 ./】片 64 % 外 64x

23、12.2x1 526?=二其二=-=3.00二二一.二七上.二 jv .).一.一.一mh r” 2000x7.5xl0-3 rz, 1_ *一 ：心。一m/si m/s64xl2,2x3.05332000x0.0063x2x9.8=29.46ap _ l2 4工口您 4 2gre - - =1二 281332 20006-2 (1) v 1.141xw6紊流64 _ 64kre = = 107,： =1581 2000(2)v 2.03x10层流悔=隔%二限&v 6-3d 2g其中 泡4 则：母就_ 300x3.14x0.0512引染 128x10x0.002= 2 3x10+pas匕由 4

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25、1i ia29 47hf = lj- = 0.025xx = 0.551m/s, 4=q, d 2g 0.05 2x9.8 mh2o代入（i）式，解得ah-0.155m6-12设水箱液面为1-1,管道入口截面为a-a,管道出口截面为2-2e +仍 +匕 +% +川-i1 zn n1t rifpg 2g 2 pg 2g j厂 i v1(a + /)+0 + 0 = 0 + 0 + + 1 2g d 2g/21(1)式1+4一 l+oqx) d0.04 + += + +az一廖 2g pg 2g/ +红+匕0+立+匕江pg 2g限2gdig(2)式(1)和(2)式联立，解;当1 m时，!1展而口

26、1h由(1)式：丫当4二1m时，%与无关=rev =6-14 (1)d2，曰九二%+附7 得3一居 dj= 0.00556.1v1+/11+2000x4.5xl0-6 =0.36m/s,64 1 尸 6450hf =x 一，二%阻 0423x9 8x0.025t 二 j二 k - 一二 （幽 = 0.4232工9m原油柱7=518x10-”6-15设圆管直径为d,损失为初” =由于断面面积相等，即(1)层流，所以4 rjg中也 dyajl 工 qx“ ；正方形边长为q ,损失为小-2 . a2 开& : r =-d* 44人仁d1 2g 4dm w；、吟=京飞/ 7t 4（2）在紊流粗糙区，a

27、只与a/d有关,所以4二46-16设水箱液面为0-0,喷嘴出口截面为3-3%+亚+国2g发+2 + 0 = 0 + 0+务+k+apg2g f汽+& = 3壮出+壮3田尤叱笈区 2g 4 2g 4 2g ，入 2g 4 门 2g + 扩 2g + 嘴 2gu 892240 的； / 10,025x10 0.025x40 0.5+4 + 0,57 0 06、1000x9.8 9.8x3.142 0.0840.150.250 1*0.08+解得：-；一m3/s6-17设封闭油箱液面为1-1 ,开口油箱液面为2-2re_ra_4?4x0.42n 3600x15x10 x3.14x0.01二 9903

28、 2000紊流吧 = 0 00023200查莫迪图: = 0.015肉内你 iij 由24x0.21.007x10x3.14x0.3=843353 2000紊流0 046 oo-= 0 00015查莫迪图:人034小郎丹也t+ = 2+aw座 2gpg 2g/ + 0 + 0 = 0 + 0 + 0 + 4人2+ & a殳+反 笈心2g 刈2g ，入2g +扩2g +7门2g +出2g出二量邑+必+ _1 _l _l _lg/ d； ，入*： +扩d： +门外+7出外）8x0.22,0.015x30 0.014x60 0.5 + 0.57 3.5+1.0r x (；一 +7 +：一 +-9.8

29、x3一 0,250.350.2*0 3*6-20设水箱液面为1-1,管道出口截面为2-2pg 2g pg 2g30 + 0 + 0 = 16 + 0+-+热= 30-16-8x0 149 8x3 1 甲 *0 15- = 1079mh2o6-21设水箱液面为1-1 ,泵入口前截面为2-2三 j m/s-7合昔血2。层流pi 外pa 4 qz. + 白 + - = z? +n + _l + apg 2gpg 2g旧+&0=0由+匕社区+至+弓应您 2gd 2g 座 (，入+7弯+7阀)2ga s 川 64 /p2 =- +阀）2re d 7 入+f 弯0 9552= 860x9,8x17 + (

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31、岛研整理得/= 2gpqg*pi h限ad11 19x98x50-1% ；02x98x-0石6乂9犯 =10,7620.04 x1.2m/s心=!就”=1 x 3 14 xl.22x 26.53 = 12.17 im3/s4+w + l6-24 二二一二4%4x16端 3600x3.14x0,l2= 0.5662m/s整理得/ 也2s”即）100 4小也切=（号可=（吗理论值 :：1 2x(1600-1000)x9,8x0173-i- 71000x0,56228.6534x16成 3600x3.14x0 05= 2 2647m/s,1$2s-户通过m,/50 2x(1600-1000)x9.8

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