工程流体力学_第四版_孔珑_作业答案_详解

1、Ayr -女. 第一早2-1 .已知某种物质的密度P=2.94g/cm3,试求它的相对密度 do解：d=P/ pw=2.94 (g/cm3) /I (g/cm3) =2.942-2.已知某厂1号炉水平烟道中烟气组分的百分数为a (co2) =13.5%, a(SO2)=0.3%, a(O2)=5.2%, a(N2)=76%, a(H2O)=5%o 试求烟气的密度。和 山兴象2-1 M汽选状;X：二人力6匀%.，也会2"7%一二依”于.一灰人叫、3 _ ，二 .2-3.上题中烟气的实测温度t=170 ,实测静计压强Pe = 1432Pa,当地大气压强Pa=10058Pao试求工作状态下

2、烟气的密度和运动粘度。2-4.当压强增量为50000Pa时，某种液体的密度增长0.02%,试求该液体的体积模量。叫二一）霁，孤读21L“牛幻豆 监王用一5由弊_界一名之皮体a强宏长部他父.坪卡=1%-网卜=於*3你/ 用SL也一而海=* 幅t %._:. aty r15 II I I2-5.绝对压强为3.923 X 10八5Pa的空气的等温体积模量和等熠体积模量各等于多少?2-6.充满石油的油槽内的压强为 4.9033 X 10八5Pa,今由槽中排出石油40kg,使槽内压。林婚换先 k三一次"A -而”嬴加4 一= 26。次3,投强降到9.8067 X 10八4Pa,设石油的体积模量

3、K= 1.32 X 10八9 Pa。试求油槽的体积。二, .一 一.孽;.：；.；：；*一-F| *f* /.麦T0 一用添一、/工了二4混）/ " 3"心屋3的小声-源*辿稳刁回加. -P- I L' dJr2-7.流量为50m3/h,温度为70的水流入热水锅炉，经加热后水温升到 90,而水的体胀系数a V=0.000641/,问从锅炉中每小时流出多少立方米的水？2-8.压缩机压缩空气，绝对压强从9.8067 X104Pa升高至I5.8840 X105Pa,温度从20升高到78,问空气体积减少了多少?解：将空气似作为理想气体来研充，则由£=火丁得出P9.

4、8067x10"j q=1.16人”犷 287x(27320)5.8840> 105=-W7；287x(273+78)m m=5.34水片/川一=" PV. 一 FH0 _功 5,841-1.166= 80%5.8412-9.动力粘度为2.9 X10A-4Pa - S,密度为678kg/m3的油，其运动粘度等于多少?解:V=u/ P=2.9 X 10八-4/678=4.28 X10A-7m2/s2-10.设空气在0时的运动粘度 v 0=13.2 X10-6m2/s,密度P0=1.29kg/m3。试求在150C时空气的动力粘度。胆型/其产一丁士 S ( HT3 1一以心

5、血J ,】($白表44%后IlLk三WILLe Pl:叶府"外2-11.借恩氏粘度计测得石油的粘度为 8.5oE,如石油的密度为P=850kg/m3,试求石油的动力粘度。h。,6阴 X二 Q£可得“=£色=2乂丝处A U 0.25=O.O04jPgs小可看七二0心耳Ccn，8 中状: 与 相缸石油助W力承慧 心/乜 侬用御舫播羟力。、8心心战- 0)2-12. 一平板距离另一固定平板0.5mm,两板间充满液体，上板在每平方米上有2N的力作 用下以0.25m/s的速度移动，试求该液体的粘度。睥！白牛球亮性定律P- Mw-fjAw - UToil(D-"22

6、D二d 3600 -"l的0。-2-13.已知动力滑动轴承的轴直径d=0.2m,转速n=2830r/min ,轴承内径D=0.2016m,宽 度l=0.3m ,润滑油的动力粘度=0.245Pa s,试求克服摩擦阻力所消耗的功率。艇；珀的转动箱速度为*= 60工 d汽就或速度为£/ = -t W ='2602830、3.14、0.2%0.3 “口,=0.243 x= 30.7比仔LSOOx 0.2016-0.212-14.一重500N的飞轮的回转半径为30cm,由于轴套间流体粘度的影响，当飞轮600r/min旋转时，它的角减速度为0.02rad/s2。已知轴套的长度为

7、5cm,轴的直径为2cm以及他们之间的间隙为0.05mm。试求流体的粘度。2-15.直径为5.00cm的活塞在直径为5.01cm的缸体内运动。当润滑油的温度由0C升高到120C时，求推动活塞所需的力减少的百分数。用图1-5中相对密度d=0.855的原油的 粘度进行计算。2-16.内径为10mm的开口玻璃管插入温度为20c的水中，已知水与玻璃的接触角 0= 10o。试求水在管中上升的高度。, -I " 一 一， -# 上拉二-q惶 去的 展曲技才幺三竺叁竺一-2-2 2述的，卜华丸葭尸恒如 -Pl3备口世d -坟叫/丝m；九仰4冏2-17.内径为8mm的开口玻璃管插入温度为20的水银中

8、。已知水银与玻璃管的接触角约为140。，试求水银在管中下降的高度。秋麻Q 他丁 一 一八VK西卯C叩丽L婀7。邓W力加区件出峪一* 弟二早32 如图所示为一直煤气管，为求管中静止煤气的密度，在高度差H=20m的两个截面装u形管测压计，内装水。已知管外空气的密度pa=1.28kg/m3,测压计读数hl = 100mm, h2=115mm。与水相比，U形管中气柱的影响可以忽略。求管内煤气的密度。必=死+ %组广的:Pn + P&gH九一%八-00.115j。卬二 + Pa-1000 x-z+ 1.28= )3k©m1H 4203-3.如图所示，U形管压差计水银面高度差h=15cm

9、o求充满水的A、B两容器内的 压强差。郭Pa - Puggh =外一（也 + 画H Ph卧pA -ps =（您- "hm ）gA =113600-1000 |x9.8x0.15 = 18522Pa3-4.如图所示，U形管压差计与容器A连接，已知hl=0.25m, h2=1.61m, h3=lmo求容器A中水的绝对压强和真空。P.i = P0-P就虱 一汽）+/hq虱片一九）= 101325-13600x9.8x（1.61-lklOOOx9.8x（1.61-0,25） = 33352.2Pa凡-力二 101325-33352.2 = 67972.83-5.如图所示，在盛有油和水的圆柱形

10、容器的盖上加载荷F=5788N,已 hl=30cm,h2=50cm,d=0.4m,油的密度 P oi=800kg/m3 ,水银的密度 P Hg=13600 kg/m3,求U形管中水银柱的高度差Ho解：盖卜：,"/，= = *、 = 46。82.82”5 0七、汇P.gH =乃 + p1ghi =l + O'M + pll2H =Pt”g46082.8 +1000 x 9.807 x 0.5 +800 x 9,S07x0.313600> 9.807之 0,4m3-6.如图所示，两根盛有水银的U形测压管与盛有水的密封容器连接。若上面测压管ffi 2*39的水银液面距自由液面

11、深hl=60cm,水银柱高h2=25cm,下面测压管的水银柱高h3=30cm, P =13600 kg/m3,试求下面测压管水银面距自由液面的深度h4。(57 ,¥好能4匚?/足写法双一一-饱M J-友R十Qj雇二/用L9评3-7.如图所示，一封闭容器内盛有油和水，油层厚hl=30cm,油的密度P oi=800kg/m3, 盛有水银的U形测压管的液面距水面的深度h=50cm,水银柱的高度低于油面h=40cmo试 求油面上的计示压强。ffl 27Q3-8.如图所示，处于平衡状态的水压机，其大活塞上受力Fl=4905N,杠杆柄上作用力不计活塞的高度差及其质量,F2=147N,杠杆臂 a=

12、15cm,b=75cm。若小活塞直径 dl=5cm,计及摩擦力的校正系数n=0.9 ，求大活塞直径d2。F”_Tz L 6* LL匚U殳!3-14 (李骁旭,常执)航；设整体的加速度为&：由牛顿第二定解得m/g Yf* (mi psh产(m i+psh* ms)以液而上不动的一点为原点.建立平面直角坐标系又 fx=a;fy=g;所以 dp=p *(a*x-gz)tpO;当 x=-0.5*b 时，z=H-h:带入 ax-gz=O 得a-g*2(H-h)/b;带入数据得到十。,21353-15(陈彦霖,程万鹏)解;Cl>根据压强差公式，dp = p(ftdx + fdy + /应)容

13、器底部流体质量力只有z为响< =匕 - K(dp=火t - wW/ n/=尸力。理一.)4 c当z=0 I中，p=Pa,；h产力5 4) 4外带入数值得；p=111133 Pa< 2)当"Pa时,由上面式子可得出t = g = 9.8“ 丁(3) P=03-16 （李玉锦，付玉）解：i段旋转时空弋体的最低点距容器口的垂直高度为hr旋转时水未湍的前空气所占的体积与静止对相同空包体的最低点为原点.竖宜向上为Z轴正方向建立空间直角坐标系，设水中的东强分方程为P=w2f2 叩Y寸将条件"力二0和G，力=0%）带入方程，可解得力 = 187rad/S1787rh f ”

14、x 6你-转速叮=Za mUii容器的总体积,G）空呢的体积（3 LDL=0 = 25°mm梅（r, z） = （0» 0）和（r, z） = （d/2JI）带入.可求得叫51997r上石 tiji = - X 601 = -'-r转速 Znr miuL3-18 （刘哈，刘士宝）解:建立如图所示坐标系，则计示压强为-4p二pg（-z)+C当 r=ru z=h 时 pa=07 "1厂 fu卜E、C = pg(%-),M(r2-ro2), 一则 P- = PWl+(丸 F2s当年。时;p*-2ndr = 0J 2 _即 J； pgl_+h* 27tMr = 0

15、02算解得3 =44. 66rad/s-n = x 60 =427 r/min 2n3-18 (马伟，戚哲)解；3-19（出海心力晓瑞h "取小孔中心为坐标原点，Z轴竖立向上,根据等角速旋转容器中压强分布公式 P=Pg( G)*<iJ*r*r/2g-Z)-i-c 有在油层中！ A二口酒(方一)+仁在水层中：极=U水g(当=g。时,Pe6计示某强得CE所见讨珠W油层前后体积不变0.5 *3 J 4*r*r*H=d*d/4*3.14*(H-h)油水分界面为等乐曲；即皿电工句和 U=H两点压期相券.带入式(I)可求得d 进而求得n=l57rpniq 6OH/3.l4/d*取 r=0”

16、H 有 PI=P2得9=3802g一力一沏取ud/2卫二0时顶盖计示球强最大Pel = 1127。取 T=Ck2=0顶盖计示压强最小Pe2=()取 n=d/2,z=-ll底板计示1强最大pig TwI wl - + H J 4- (pl I plgH 1617 3 PaPe3= °/底板计示压强最小Pe3=?>y« =3922Pa串储LT、方寸心神虱.强成苴佝工斓植障南* 节虑胤井田黄与平&氏f二町呵2 ）十C科毒咕W彳,R二舟句不寸%同 一仪亚月仲，八二2 §（穿-金i r *当N二0，20 at 论二九为吊注译搭以二0M丁'.，P，二匕以

17、巧13 1溢油区命；雄科"，&鼠g词*/用曲电m 多曲碉即 r -h ： I 二。* 丫二 0 2 二Fi h V M 二 f-r JArv 卅 r ）飞，5A，丫涓-外同 手k晨士个谓号"十戊”命于司二问平.*y： <3 - 2二。,下女短访'电检鼻» 密?.耳 F：九;一旦，臣桁充不出韩专，乱号士仁力冬。M'矛半"&号4；“书打 期” o .去二-H -急拘的可，市调节" 一 口二啊HRf二冲吓"3-20 （邱斌,阮岳）解s如图所示,求斜壁上圆形闸门上的总压力及压力中心.已知闸门直 径 d=0

18、,5m,归 1m, % 1" » 口解之已知 d=B5皿 a=lmt 已=600 . Xt. =zi +J/2 = 1.25m02 = pehcjA1由于矩形平面的压力中心的唯标为h=(a + d/2)sinaA =点(d / 2)2总压力耳二尺4三例九4二pgE “十cl / 2）（ c 2）二诂a 对于圆来济，L=16二5”=¥（醛）412则压力中心坐标匹=毛+ /0/（/4）=不+ y代入数据得 Fp = 2083A/, xD = L2625m a L263m注上对于短形来说1"=b/八2（塞相为b） /vww.DC% . c一二 V一二特丽,麻杏

19、天3-21设水闸宽度为M水闸左侧谁淹没的M门长度为11,水闸右M水淹没的漏门长度为此 左右在水闸左国庠力为出甲帆A其中Hr =M72 k =孤 A = bl = bn/sih «W_|P _ nJ 11M 一 孙”- pg i br;" Tin作用在卡闸有施压力为其中所以,水闸匕倜在施门而上用力中心与水而翔离为2 H町，有木河右侧在闸门面匕压力中心与水而距离为3-22.水作用在下图所示3/4圆柱面ABCD上，画出(a)(b) (c)种开口测压管位置/I, /2, /3情况的压力体及总压力垂直分力的作用方向。1 BI K3-23 （张星永，袁小解:降1346为盛水的的球体，立

20、径d=2m,球体下部固定不动，求作用于蜥柱上的力.解二球体下部固定，则作用于螺栓上的力为上半球受到的乐力0由图可知,上半平面的压力体为平面与水平线之间的部分.noF=pgV=98Q7亍=1<)246N3-241张义林.郑俞）解:图347所示为储水设备,在C点测得绝对乐强尸196l20PLh=2m,R=lm,求作用于半球AB的总乐力口如图所示,根据。点的绝对压强,可得C点计示压强.将C点的压强作用等效于高为H的水柱.利用AB的压力体即可求解. C位于h/2处nC点的计示压强Po 196120。I325TM795Pa等效水柱高度H=Pe/pg.半球AB的压力体如图，所以，压力Ff =pgVa

21、 tpgRHwz严R、l/2x "R" 3 >25652kN3-25朱保吉,陈海杭）解；河门在铅直坐标面上的投影而与H=BH,其形心淹深hc=2 9r=44131.5N曲面be上的张力体面积A为梯形oabc与扇形。氏面积之差FT&=川R 0 5 XH(产 H+# II H) B X 丫平W >11369EN总压力大小方向0557ON,tan"替M3-26.如图所示为一扇形闸门，半径R=7.5m,挡着深度h=4.8m的水，其圆心角a =43。, 旋转轴距渠底H=5.8m,闸门的水平投影CB=a=2.7m,闸门宽度B=6.4m,试求作用在闸 门上的

22、总压力的大小和压力中心。m 2 5*3-31 .一钢筋混凝土沉箱，长6m,宽5m,高5m,底厚0.5m,侧壁厚0.3m,钢筋混凝土的密度P l=2400kgmA-3,海水的密度P 2=1025kgmA-3,沉箱在海面上漂浮是否稳定？m性 -多球 浮端I1益处i一 之 kjf）芯一限£ 二 d %州二厂：工仁二届C ohm).第四章4"解;一 y -, r x 十m 二5十24-2.已知平面流动的速度分布规律为2乃;r +/ 式中为常数。求 流线方程并画出若干条流线。琳,温玲船娘啜自缎为一也一 _ 3di £权泡烁 £十储=3个班内徜一 雪对、2不4-3.

23、已知两平行平板间的平面流动的速度为2"3 ''' 式中k, u为常数。b为两平板之间的距离。试给出速度分布图。旦_岁出曲蛀年画_ .假彼书版侬兄先以4士均学/翔's（一加4分2v = x/i yJ7 十 天充4-4.已知流场的速度分布为“3'（1）问属几维流动？ （2）求（x,y,z ）二（1,2,3 ）点的加速度。解：（1）属于二维流动，因为该流动的速度分布只与平面坐标X, Y有关。4-7 解:-那。7晤34-8解;由r=pRT和qtll 广 vA*CE每屈米的内径降为：3= (82) /3=2则内径地X的变化趋势为:dug2k, r=4x故

24、破面积船工的变化为！ A=TT X r2n：x <4x) >又有e q产AXy=aoi, 则得速度表达式为：a*TTX ( 4X)o.Ol(kx<3) 11X (4X )4-10选取的曲而为以原点为圆心的圆形区域，关于原点中心对称U以弟条直镣为界将区域划分为I、II两部分，对于区域内任意 点A (x,y")必在谀平面指向某 恻的单位法向星为在A的小邻域内=:而在的小邻城内二一 而*所以流量q=:所以通过任意一个以原点为同心的同心圆的利用量q都是相笥的且均为"社注03:金种方族可以证里啷？ ? ?41解：P/p二R本工所以推导出R=P/(p")，所

25、以P 1=P 0*T0/TI;所以"p l*V*0,4*(k6=R(W36；代人得:2* 1.29*273.15/673.15*V*4*6=8000/36;解得=V=K.85;所以输什管道中空气的平均流速为«.S5nVs;输气管的体积流量为:输气管的平均流速为="=去"3. = 27叫管内流速为27m/s那么Al?=媛di肃0,052mO.Oni4d3M：Uh £一 一尸-j -即题意可知丹=。41. jU ?；L根据迪庖建立直心坐标系，如上四所而根据连续方程% x A2 = Vt X A其中Hl =。则 附=5», " *

26、/以求出匕=4“5/$.,此 f卢-J 11T再根据伯为利方程"一 T旦L + 4 +区t f |. . F "山 士 ；冲 2g/咨id 嚓一裤 .JcrJt 中即=0, 2a = 3. 6oi. p2 = dQ可以直接求得P = L 87 x 10Bpa4-15.如图所示为一文丘里管和压强计，试推导体积流量和压强计读数之间的关系式。IS 3 Z«为笠V &上挚K曲亍&缔以低JdLh.屋、7毕布支丘*% 双猿与梁叔&计示EW去除U极粕色.常府方朝L ：（展章苴底代工.4-17（阮岳）解2应用伯努利方程有:根据我意，可知:V1=O pl=p

27、e=6.K65xi承(pa) p2=0山=强=乒雷=3工05向，穿孔的体积流量为；qv = v2x A=37.05 乂2 乂 10-&=7.41 x 10"sm3 fc漏水量t V=% 1=7.4lx 10-sx 24x3600 »6.4 m4-19应用伯努利方程干井M B的上液面处.并以B井的上液而处 为基推面.可得:故可得：月3出=767叫£故根据匕=%/A /同="k、2=100“=03778 出力. d =J =0.068im应用伯努利方程干井式的上液面处与虹吸管的最高处，并以B井的上液面处为基准面口可得:V2?端之一1 2gP =h -

28、5.R9x 1。"月"则上端管中的负计示压强值为5的鼠1。为4-20.送风管道的截面积 Al = lm2,体积流量qvl = 108000 m3/h,静压pl=0.267N/cm2,风温tl=28。管道经过一段路程以及弯管，大小节收缩段等管子件后，截面积A2=0.64m2,静压 p2=0.133N/cm2,风温 t2=24。当地测得的大气压 pa=101325 Pa,求截面A2处的质量流量qm2,体积流量qv2以及两个截面上的平均流速 vi、v 2。麻1百加二加侬&' Al鼻同'、心.衲娘心二痴吆 >仙衣蜃力iljp?坨一口L一可产R L叫二凶

29、: 、43+ %&! /- =为丐Q-直心桓 FN4为34工.四诉演山，泣1卜_鼻什,F&«S鞍玄星处殳*&»=”,一皿川丸2?4r二3力。应k4-21 .姚，MR鸭%+孰+率=+.+羡% ;"t5=V2 M由上式福|*=043即/窘4.24连续管系中的9。度的渐缩弯管放在水平面上,管径d d? =7.5cm 入口 处水的平均流速 » =2 5m/g Fje = G.XfjXiOVa（计示压强），如不计能量损失，求支撑弯营在其位置的水V W V V wl I law解；由不可乐缩流体体积流量为常量，得; V2A2.弯管在水平而内，

30、所以7=0.在水平面内建立坐标系xoy且设流 入方向为X方向,流出方向为y方向。由伯努利方程V 济+Pi/p=vi/2+P2c由动量方程可得pqv<v2x _ vlx）=Ffx-PleAlpqv<v2rvly）=Ffy+p2A2带入已知条件.解得F仅=L1018NFfy=345.9N所以用求水平力F=1154.8N.4-25.额定流量qm=35690 kg/s的过热蒸汽，压强p=981N/cm2,温度t=510 ,（对应 的蒸汽比体积u=0.03067m3/kg）,经273X23mm的主蒸汽管道铅垂向下，再经90o弯管转向水平方向流动。如不计能量损失，试求蒸汽作用给弯管的水平力。4

31、T6解；在沿油水流动方向上，p&(0 一 %) = -Fpn心皿1)2%LFpn = 652N27根据动量方程PAv(vzx 一 ViQmRFx=-PS (F 与其中空气空度p = L29kg/ v2x=() qv=vlx S速度方向相反)带入上述公式可得v2x=19m/f4-28解：V*V/24P/(R»g)4 H=CONSTVl=V2=0P2=C)H I =0H2=P/(R*g)代入？ H= 17.3m.九加解，以糊制而加乂独，如斜两注向为y粕翅鱼坐标系.以流体为研究对单，!耳=0|,1即一82)-21加氏8$510 片=修修仲-(-Vasina) q® =+

32、?fz解得1 + <Mjy。?rl =Z-g£>«1 MJgg%z =jQmi Fy =q*io slntf漉体对战的作用力为一生 即一0%口厢司口也常乔仔，题 430由图知 面积A,>A2由0nA% 知q“=<U5q旬 旺产0.55%,Fxg Mpqmmpqqvncg 8=0 艮：0-45%1rMEqaq何3已=0 0=84 1 5 /Y/、/一4-31 加网.M得在X方向所受合力为零 必尾一%卜、又了平板向若射流以等应W运由.可用F = 0幺%(0 +(V4-%由国山如""由©回得“P = A- =F sin 0 *

33、v n *&/，+%),因此，根擀定常流动的动法方和喇帘：域，R.Ur1 sin ? 04-32ran(r-fl)-20十节4-33.水泵叶轮的内径dl=20cm,外径d2=40cm,叶片宽度b=4cm,水在叶轮入口处沿径向流入，在出口处与径向成30o角的方向流出，质量流量qm=81.58 kg/s o试求水在叶轮入口与出口处的流速vi与kg v-11&_水心生杵i/以占成匕处例就浓匕自/ 一 一4箴T修演下丁尸鼻子U国皿。V户途不&的24第五章5-2.如图所小，用模型研究溢流堰的流动，采用长度比例尺k i =1/20. （1）已知原型堰上 水头h=3m,试求模型的堰上

34、水头。（2）测得模型上的流量qv，=0.19m3/s ,试求原型 上的流量。（3）测得模型堰顶的计示压强p e = -i960Pa,试求原型堰顶的计示压强。图4-8 溢海堰5-3 （徐盒）解昙有一内径d二200加的圆管，输送运动黏度V / 0X 10-5 m2/s的油，其流量q产o若用内径d'二50nlm的圆管并分别用20匕的水和20的空气作模型试验，试求流动相似时模型馆内应有答案:这是黏性有压管流.要使流动相似，雷诺数必须相等.由曷2匕和兄二曷匕可得kqkkvjd 50 1 又由题可知用=:而7查得20七的水的运动黏度v-1, 007X 10-6 niZ/s20匕的空气的运动黏度v

35、=15.19 X 10-6 m2/skRv汹=1匕007又1产一餐八 , 丁 X 0J2=7. 553 X10Tm3/5 一115.19X1L< 23 /kqs =kikq4x 4取65 X。12=1.139X 10 m /s5-4.将一高层建筑物的几何相似模型放在开口风洞中吹风，风速为V' =10m/s,测得模型 迎风面点1处的计示压强pie' =980Pa,背风面点2处的计示压强p2e ' = -49 Pa。试求建筑物在v =30m/s强风作用下对应点的计示压强。5-6.长度比例尺k i =1/225的模型水库，开闸后完全放空库水的时间是4mino试求原型水库

36、放空库水的时间。5-8.在管道内以v =20m/s的速度输送密度P=1.86 kg/m3 ,运动粘度=1.3 X 10-5m2/s的天然气，为了预测沿管道的压强降，采用水模型试验。取长度比例尺k i= 1/10 ,已知水的密度P ' =998 kg/m3,运动粘度u ' =1.007 X 10m2/so为保证流动相似，模型内水的流速应等于多少？已经测得模型每0.lm管长的压降力p' =1000Pa,天然气管道每米的压强降等于多少?匕亚瓦一人|的0_三31。1_悭8速欧桂敝血缭.史卓 J-2k 3 果 邯（ *5T （方晓潞）解；由粘滞力相似准则分析可得KV 二 KvXk

37、fB知：长度比例*¥二1： 10,查表得；水在10度时的动力粘度系数为1.308X 10-'则速度比例为:1.308x10 (-6) X10Kv 一 一 一 一二=0.14539x10 (-5)5-10.某飞机的机翼弦长b=1500mm,在气压Pa=105Pa,气温t=10°。的大气中以v = 180km/h的速度飞行，拟在风洞中用模型试验测定翼型阻力，采用长度比例尺k i =1/3 o （a）如果用开口风洞，已知试验段的气压pa' =101325Pa,气温t ' =25,试验段的风速应等于多少？这样的试验有什么问题？（b）如果用压力风洞，试验段的气

38、压pa= lMPa,气温t =30, 口 " =1.854 X 10-5Pa - s,试验段的风速应等于多少?5T1 （庄思轩）Pqv*pe/r 得一七 254ML n=2800r/min 时，Kv=Kn=2Kqv=Kv*KI*KI 则：Mq片2 qv二2、78Kpt-K p *Kv*Kv Kpt=4 pt=512paKp=K p*Kl*KI*Kv*Kv*K/ p=2033. 4W KI=2 则：Kqv=4 qv-11. 1 2WKpt=1 pt-512paKp=4 p=8133.5W K p =1.29/1. 20=1. 075Kqv=1 qv=1. 39Kpt=1. 075 pt

39、=l37 加aKp=1. 075p=273. 2W57 2 （刘晴）解：设C|v = 1M平“学为Jl?TT = H3LTL严的一严七 + 曰$ =。f a.t =- 4趣七2色口18得卜2二1.-Sj- 29/ =1i a2 = 15-13.薄壁孔口出流的流速 v与孔口直径d,孔口上水头H,流体密度P ,动力粘度U, 表面张力。，重力加速度g有关的表达式。试导出孔口出流速度的表达式。的立力轨有工十校理仪.选取H.1/ / f 4 # +五.可从组迹4 3二辽工三乜后.触生。表又为，平虫血磐叠 _ _.2二巴乙厂)卜(网/尸-_ 根据腌理多府望纲:米漫衰到上土至表总¥4 上学我.L工

40、M也接未弱.<4,*匚Li a i + b1 - 3d-.iC_61-1 0 二-bp, hi ± Q二.念二 K目 3 /ui二 船产4 St- Irt/iC-k 一。5-14 (马伟).解：根据与阻力有关的的物理量可以写出物理方程FCFD.d, p, 11)=。选取d-8, p作基本变量，可组成的2个无量纲量为 n 1 = FDda1-flb1 p c1 . it 2 = uda2-0b2 pc2用基本量纲展示力1, h2中的各物理量，得：MLT-2 - La1(LTH)b1 (ML-3)c1 /ML7 T7 = La2(LT-1)b2(UL-3)c2| 一根据量纲一致性原

41、则得:al- 2bU 2d= 1a2= 1b2= 1c2= 1故有，n 1 = FDd2&2 p ir2 = udUp =1R。将所有Ti值代入式(5-45G,可得工FD = f(Re) nd24 P呢25-16 （邱斌）解:流体通过孔板流量计的流量外与孔板前后的压差班、管道的内径4、管内流速u ,孔板的孔径d、流体的密度p、动力粘度外有关。试导出流量小的表达式.解：根据与流量有关的物理量可以写出物理方程：Rq,ApM，%dwg） = OAp选取d、V. p作为基本量，可以组成4个无量量纲,万=用基本量纲表示不中的各物理量，用；ML !r 2上二不（次“汽地7 r根据物理方程量纲一致性

42、原则，由等式两端基本量纲L, TiN的指数可得: 3 = 4+4-3q-1 =也 0 = q解得:口 1 = 2由i = UC1_ 4=0 ,故有！ 不一而_ Ap同理由解得：7r2= = 'u5-17.（阮岳）解：据与功率有关的物理量可以写出物理方程:F: CP, d,田必比p, 4 g)歹取Ln为基本变星，可组成五个无量纲量：WP_ b_ H>吗_西市网-再而7 g一声7跖5 %一w 8 *飞产5nb5P心用基本"SB"纲、R2 %IML二l?】（r7严（ML ）L=I/2(T-|)b2 (ML)L=l?m(tt严(ML),丁1二俨L产mLLTFl?50T

43、严(MD "据量纲一致性原则得所以,fr-7斛该流体凿,1000<2000-id 4x0.1乂1。Rc= =r-v 4xt(T5住管中呈层流状态，故但米管枪上沿捏捏失A,三2±工三或一三522用沌体住/in d2g Re 1x10 2 254丁 II r#J08皑根据伯努力方程，列几十工呼-人1+武+h碑:力W2虞-H有_¥HA三4入联立(I) (2)得其中，R. 一 q.K<x 1 (f 尸 .儿一。,4 -4( 1WE.4 一 2(>wwf t - 0.5/m.代入得« 用=工214咪j%=1255s/q = v4 =啊耳2.三(J

44、.004 矽,从上端面到上升最高总做面列伯努力方程，如 j . _ph 4 j堵*但2g 用 2g其中，P = Pu =0. v3 =09z3 -r3 = B 9 把匕代人用#HEk44m69解<1 = 0.15m,1 = SOOOntij h = 10*£1 p = 9 59.4 kg/m3q, = 154893/比则 = 5,006 X 10-Jm3/s& = 49 K IO'PgK = 0 03"=黑=0.283 m/s上一我解铅；p0 = 3.712 xlO5p6-10 Iff il水在管道中的平均流速2,求得而苦数工处于虫流61糙管过渡区，求

45、得沿程弼关系数工带入达西公式4第 _ Q095汽4高一;r x 02严= 93GI除忖2308(力£)皿=2308( 2 刘。.”产= Sl89(M)>Rea =1.42lg(K-)r3 = 1.421§093j00太当)2 =0.0207 匕0.25/ i产% 三五=0.0207xd 2gj3CM)WE1936X"2 应 807= 4641 加6-11帆4q _ 也 _4x300芯-王q - 3.14叉0.025, *880=694,847 m f min =0J93jw，£0,193x0.0250.000025根机这西公式黑儿二"&#

46、39;三 d 2g=193.013 < 2320 （掂古拉兹实验的层端区）=64/Re=A4/l93.OI3 = O.33l630 ft IQ32=03316乂一一 乂 =0.75j0.025 2x9.8根据伯努利方程：?0+0+6- +旦+0+依2g pg fp. = h蹬一厚-hfSp =gxSa0x9.8_”"L -0.756x9.8x880 62504741瓢水6-12IZUugvlfid”带入O；可得，尸773XPaAp=P gh计算得。h=n 09629m映莹新«-13% = 65.2529m管道的相对加横度：=QOOOBa由莫辿图试取后0.01年椅数掘带

47、入 <1rf2glftL 4/2xg.M7xA5.2£2/KL2sA得gf F际丽“Ms由干15T空气的运动粘度v = 14.55 X 10-%/,干是r 闻 21MLZ.5AC”."=14SSxlO-*=1S04123根据Re与E/d由其迪图恰巧在得人=0.018,且流动处于平方阻力区至放水的流量为|'Qp 三 Av 士m X 1.252/4) 乂 21 3 25.62m/s不随Re而孙宇航6 14：解！ K = A *,1dm取A =0.06 代入（1） © v=0.723m/!»Ruvd=v=Tq字=8177 Kl（rf4645.解:

48、中h=£用W=产出1”4,代入数据化检得吧里山,3 /p.x wrwjni am2M4AHl hf =A- 代人数樵得力/ =J 2dS' d结合以上三式一代入数据化掰得15一的 =001292云3 令 d=0J 加t,得；I =091957此时t = 4.1x10 Re= = 7.axlfl4, dv查莫迪图将亢=UQ#«O把4=0.03030代入3式符 *0.1709m此=2.63关10，Re =4813*10if克辿图用/ -nn?xo.把它代入a式用dTiimnni此时土 =X6Xx1。，4.876 xlfl4d所以求得d=O.I6«7ni6-16

49、 ft?i25的水的运动砧度。.的7X 1小"力，新铸铁管的绝对粗M度为£。25042mm我们取03mmI4Re -1V由(1) C2> 福d' 三华i = 8x J000"03一 / 三3m.PM jfjx9.8x2取巧管左右两边压差计M接处为1、2破百，则-口二S& -外肘1 =2470 pa4 - 15/w fJr = 0JM1417m / a4%=U ps二n闱"高儿=0*252,”4 丸4x(1004177x50x10-212用僧就替手错懿普(12/50 = 0 (MJ4=70267fUJd 二根据莫迪图“H?f得4 =0

50、.03工12工2幺9虚= 0.l gjh -九=0.252-0.11 = 0.14 ，又由与汕濯 2乂。.142«虫82.12?0.619所以穹管的损失希废为。,6196-2!解:q，=77idZy=1.3D3m;20吃时的空气容度p = L20£k5/m*声速c="3. Im/%马赫数 M炉=葛=0.072865 < 0.30;管壁的相对111锚嚏:=等暮 =3.S37S x 10一七 成1 JUa行若致秋兰=；瑞?. 2.07474 X 1伊； «1.5TK1U R/ = Z308 g)°耶=2308 券J3s = 1.8484 x 1