湖北工业大学流体力学作业答案版.doc

1、已知油的重度为7800N/m3，求它的密度和比重。试求0.2m3此种油的质量和重量各为多少？ 已知：γ＝7800N/m3；V＝0.2m3。 解析：(1) 油的密度为 ； 油的比重为 (2) 0.2m3的油的质量和重量分别为 2、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，求水的体积压缩系数和弹性系数值。 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 ，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=1.14cm2/s，试确定石油的流态。 解：50C时， 水的雷诺数Re为： ，紊流 石油：，层流(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=0.2m U1=2m/s d2=0.05m 根据连续方程，有 所以U2=d12*U1/d22=32m/s ==850*0.01*3.14*2=53.38kg/s 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处所需的相对压强。 解：d1=10mm=0.01m A1=(0.01/2)2*3.14=7.85e-5 m2. d2=5mm, A2=A1/4=1.92e-5 m2 因为U2=18m/s，根据连续方程 U2*A2=U1*A1 U1=18/4=4.5m/s。 根据伯努利方程有 所以 而②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=1.87×105Pa 3．3－32 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/s，喷嘴和管道以法兰连接，共用12个螺栓，不计水和管嘴的重量，求每个螺栓受力多少？ 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。试求： (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