漆安慎杜禅英力学习题及答案11章

1、第十一章流体力学基本知识小结L理想流体就是不可压缩、无粘性的流体；稳定流动(或称定常流动)就是空间各点流速不变的流动。2.静止流体内的压强分布若被测容器A内水的压强比大气压大很多时，可用图中的水银压强计。此压强计的优点是什么如何读出压强设hi=50cm,h2=45cm,h3=60cm,h4=30cm,求容器内的压强是多少大气压相对地球静止：dpgdy,PiP2gh(h两点间高度)解：优点：可以测很高的压强,设界面处压强由右向左分别为Pi，P2，P3,水和水银的密度分别用p示，据压强公式,有:相对非惯性系静止：先找出等压面，再采用与惯性系相同的方法分析。3.连续性方程：当不可压缩流体做稳定流动时

2、，沿一流管，流PiPoP3P2ghi,Pigh3,PaP2P3而压强计的高度不用很大量守恒，即Qv1slv2s2恒量4.伯努力方程：当理想流体稳定流动时，沿一流线,Pagh4gh4gh4P3gh3gh3Pgh2v2恒量g(h4h2)用大气压表示：gh4gh2gh2g(high3P25.粘性定律：流体内面元两侧相互作用的粘性力与面元的面积、速度梯度成正比，即fdvdys.为粘性系数，与物质、温度、(h4h2PAii3.676hihh76PighiPoh3)Po(3045i13.67650602.43atm76压强有关。6.雷诺数及其应用Revl-,l为物体某一特征长度层流、湍流的判据:ReRe临

3、，层流；ReRe临，湍流A,B两容器内的压强都很大，现欲测它们之间的压强差，可用图中装置，Ah=50cm,求A,B内的压强差是多少厘米水银柱高这个压强计的优点是什么hih2流体相似律：若两种流体边界条件相似，雷诺数相同，则两种流体具有相同的动力学特征。7.泊肃叶公式：粘性流体在水平圆管中分层流动时，距管轴解:由压强公式:PaPighiPiP2gh,PbP2g(hh)处的流速v(r)艮一P2(R2r2)4lPa(PiPbP2)(Pig(highi)h2(P2h)gh2ghgh)ghdhb7用厘米水银柱高表示：pApBhh/13.65050/13.646.3cmHg也可以忽略管中水的重量，近似认为

4、压强差为50cmHg优点：车高雅差方便，压强计的高度不需太大。游泳池长50m,宽25m,设各处水深相等且等于，求游泳池各侧壁上的总压力，不考虑大气压。解：设游泳池长a=50m,宽b=25m,海水的密度为p=cm3,求海平面以下300m处的压强。求海平面以上10km高处的压强。解：pPogh1.0131051.031039.83003.13106papp0ey,展0.117/km,所以，海平面以上10km处的压强:p1.013105e0.117100.314105pa水深c=。如图所示，在h深处，绕游泳池侧壁取高为dh的面元，其面积为ds2(ab)dh.-h深处压强ppogh,不计大气压，pgh

5、，此面元所受压力：dFgh2(ab)dh2(ab)ghdh.游泳池侧壁受的总压力c_2F2(ab)ghdh(ab)gc0(5025)1039.81.521.65106PoB%所谓流体的真空度，指该流体内的压强与大气压的差数，水银真空计如图所示，设h=50cm,问容器内的真空度是多少N/m2解：p0pBgh13.61039.8501026.664104N/m2盛有液体的容器以重力加速度自由强；若容器以竖直向上的加速度a分布；若容器以竖直向下的加速度a深度的分布。解：以容器为参考系，设它相对地的加速度为ao.在水深h处取一体元，上、下底面积为ds,高为dh,质量dm=pdsdh.受力情况如图所示，

6、其中，dmao为惯性力.规定向上为正，由力的平衡方程，有(pdp)dspdsdm(ga0)Phdp(gao)dh,pPo0容器自由下落，a0g,容器加速上升，a0a,落，求液体内各点的压十，求液体内压强随深度的0,求E管中的液柱高度(p液p空气)。由连续性方程,SCvC由可求得:解：顺管子选取一条流线,由伯努利方程，有Pog(h2hi)Pc2Po1vD2SdVd,Sd2Sc,vc2vDvDJ2ghj,vc2J2gs2%),12PcPo2vDPo3g(h2122vch1)Poi2g(h2儿)8g山儿)由静止液体压强公式；p2poP2P3Po,h2h3o研究射流对挡壁的压力，射流流速为gh2,P3

7、Pogh3V,流量为Q,等于p,求图中(a),(b)两种情况下射流作用于挡壁的压力(a)(b)流体密度零，由动量定理：F t ( Q t)(o v), F QvP0pc对于E管，PoPcgh3,h3”C3(h2h1)g解：(a)以射流为研究对象，据题意，射流撞到挡壁后速度变为由牛顿第三定律，射流作用于挡壁的力FFQv(b)在x方向应用动量定理：Fxt(Qt)(vsin),FxQvsin因为流体是理想流体，所以在y方向射流对挡壁无作用力，即Fy=0,因此，FFxQvsin8L_wmv,W143w343gh)3,代入中:gh14v23gh3,v22ghi6gh3v.gQ%6%)9.8(2-0.18-6-0.05)0.767m/s(以上并未用上h2=的条件，但可以证明h2确实等于)设血液的密度为X103kg/m3,其粘度系数为X10-3pas,问当血液流过直径为的动脉时，估计流速多大则变为湍流，视血管为光滑金属圆管，不计其变形。解：根据教材中给出的数据，在光滑的金属圆管中，临界雷诺数取为2000,Re*,V=120学02101；226m/s当血液流速大于26m/s时，将会出现湍流。容器盛有某种不可压缩粘性流体，流动后各管内液柱高如图所示，液体密度为1g/cm3,不计大容器内能量损失，水平管截面积相同，求出口流速。解：如图所示，过1,2,3,4点取一流线，