湖北工业大学流体力学作业答案解析版

.4/41、已知油的重度为7800N/m3,求它的密度和比重。试求0.2m3已知：γ＝7800N/m3；V＝0.2m3解析：<1>油的密度为；油的比重为<2>0.2m32、体积为5m3的水在温度不变的条件下,压力从1大气压增加到5大气压,体积减小了1L已知：V＝5.0m3,p1＝1.0×105Pa,p2＝5.0×105Pa,ΔV＝1L解析：由<1－9>和<1－10>式,得水的体积压缩系数及弹性系数值分别为3、一块可动平板与另一块不动平板同时浸在某种液体中,它们之间的距离为0.5mm,可动板若以0.25m/s的速度移动,假设板间流体中的速度分布是线性的,为了维持这个速度需要单位面积上的作用力为2N/m2,求这两块平板间流体的动力黏度。解：板间流体的速度梯度可计算为由牛顿切应力定律,可得两块平板间流体的动力黏度为4、流场的速度分布为,求流体在点〔2,1,4和时间t=3s时的速度、加速度。解：代入点〔2,1,4和时间t=3,得速度值为代入点〔2、1、4与t=3的值,得加速度的值5、管道直径d=100mm,输送水的流量为10kg/s,水温为50C,水的运动粘性系数ν=1.52×10-6m2/s,试确定管内水流的流态。如用这管道输送同样质量的石油,已知石油的密度ρ=850kg/m3,运动粘性系数ν解：50C水的雷诺数Re为：,紊流石油：,层流1、封闭容器中水面的绝对压力为p1＝105kPa,当地大气压力为pa=98.1kPa,A点在水面下6m,试求：<1>A点的相对压力；<2>测压管中水面与容器中水面的高差。已知：p1=105kPa,pa=98.1kPa,h1=6m解析：<1>依据题意列静力学方程,得A点的相对压力为<2>测压管中水面与容器中水面的高差为2、倾斜的矩形平板闸门,长为AB,宽b＝2m,设水深h＝8m,试求作用在闸门上的静水总压力及其对端点A的力矩。已知：b=2m,h=8m,h0=BE=4m,=AE=3m。解析：依据图意知；闸门面积为。闸门所受的总压力为压力中心D距形心C的距离为压力中心D距A点的距离为静水总压力对端点A的力矩为3、多管水银测压计用来测水箱中的表面压力。图中高程的单位为m,当地大气压力为105Pa,试求水面的绝对压力p0。已知：所有尺寸见附图,当地大气压力为105Pa。解析：左右两侧的U型管,以及中部的倒U型管中1、2、3点所在的水平面均为等压面,依据题意列静力学方程第四章,第五章作业1.有一输油管道,在内径为20cm的截面上流速为2m/s,求另一内径为5cm截面上的流速以及管道内的质量流量.已知油的密度为850kg/m3。解：已知d1=20cm=0.2mU1=2m/sd2=0.05m根据连续方程,有(所以U2=d12*U1/d22=32m/sm=ρQ=ρ(2．如图所示直立圆管管径为10mm,一端装有直径为5mm的喷嘴,喷嘴中心里圆管截面=1\*GB3①处的高度为3.6m,从喷嘴排入大气的水流出口速度为18m/s。不计摩擦损失,计算截面=1\*GB3①处所需的相对压强。解：d1=10mm=0.01mA1=<0.01/2>2*3.14=7.85e-5m2.d2=5mm,A2=A1/4=1.92e-5m2因为U2=18m/s,根据连续方程U2*A2=U1*A1U1=18/4=4.5m/s。根据伯努利方程有U1所以U而=2\*GB3②端压力为空气大气压,相对压强为0。所以[〔182-4.52/2+9.8*3.6]*1000=P1=1.87×105Pa3．3－32高压水管末端的喷嘴如图,出口直径d＝10cm,管端直径D＝40cm,流量Q＝0.4m3解：<1>由流量计算式,得<2>列喷嘴进出口的伯努利方程得<3>设喷嘴对水流的反作用力为Rx,列动量方程,坐标系的方向为流体的流动方向,则每个螺栓受力为4．流量为0.06m3/s的水,流过如图所示的变直径管段,截面①处管径d1＝250mm,截面②处管径d2＝150mm,①、②两截面高差为2m,①截面压力p1＝120kN/m2,压头损失不计。<1>如水向下流动,②截面的压力及水银压差计的读数；<2>如水向上流动,②截面的压力及水银压差计的读数。解：已知：Q=0.06m3/s,d1=250mm,d2=150mm,H=2m,p1=120kN/m2<1>由连续性方程,得<2>列出①、②两截面间的伯努利方程,基准面取在②截面上；同时列出U型管的静力学方程,得<3>如果水向上流动,并且不计压头损失,所得结果与上述相同。5．水射流由直径d＝6cm的喷嘴垂直向上喷射,离开喷口的速度为15m/s,若能支撑一块重100N的平板,射流喷射的高度Z为多少？解：<1>取管嘴出口至平板间的水体为分析对象,建立坐标系,方向垂直向上,设射流冲击平板时的速度为u2,根据动量方程则<2>列管嘴出口至平板间的伯努利方程,得所以第六章作业1.水平放置的毛细管粘度计,内径d=0.5mm,两测点间的管长L=1.0m,液体的密度ρ=999kg/m3,当液体的流量qv=880mm3/s时,两测点间的压降△p=1.0MPa,试求该液体的粘度。解:假定流动为充分发展的层流,由有关公式得μ=πR4∆p8q由于Re=42.铁皮风管直径d＝400mm,风量Q＝1.2m3/s,空气