流体力学课后作业及答案.ppt

液面上压强为当地大气压 pa 代入得 因为h＝const，所以由上式可知压强p 与x 无关，即 压强的对x 的偏导数为0。 所以第一式变为： 代入边界条件: 得: C1＝－b；C2＝0 ) ( sin 2 1 2 2 1 C y C y g u + + - = m q r 积分得 流体力学 46 2）由 即 得 流体力学 47 第一章习题解答 32 1-3 水的密度ρ=1000kg/m3，μ=0.599×10-3Pa·s，求运动粘度ν。 解： 1-7 20oC的空气在直径为2.5cm的管中流动，距管壁上1mm处的空气速度为3cm/s。求作用于单位长度管壁上的粘性切力为多少？ 解：T=20oC时， μ=0.0183×10-3Pa·s 空气层厚度很小（1mm），速度可认为是线性分布 1-9 一圆锥体绕其铅直中心轴等速旋转，锥体与固定 壁间的距离δ=1mm，全部为润滑油（μ=0.1Pa·s）充 满。当旋转角速度ω=16rad/s，锥体底部半径R=0.3m，高H=0.5m时，求作用于圆锥的阻力矩。 又 N = F ?r ， ， 流体力学 33 ω δ H 2R dh dl r h h=0 解：锥体与固定壁间距离很小，速度不大，故考虑润滑油流速分布为线性。 流体力学 34 1-13 水暖系统为防止水温升高时体积膨胀将水管胀裂，在系统顶部设膨胀水箱，若系统内水的总体积V=8m3， 加温前后温差为50oC，水的体膨胀系数为0.0005 1/oC，求膨胀水箱的最小容积。 解：由 第二章习题解答 45 2-29 有一容器上部盛油h1=1m，ρ1=800kg/m3，下部盛水h2=2m，侧壁倾角θ=60o。求容器壁上单宽静水压力及作用位置。 解： θ 油 h1 水 h2 由力矩平衡 流体力学 46 θ 油 h1 水 h2 F2 F1 yD2 yD1 F yD 2-7 测压管中水银柱差Δh=100mm，在水深h=2.5m处安装测压表M，求其读数，并图示测压管水头线的位置。 流体力学 47 M h Δh p0 解： 即测压表以上3.86m或液面以上3.86-2.5=1.36m。 h’ 测压管水头线 2-30 密封方形柱体容器中盛水,底部侧面开0.5m×0.6m的矩形孔,水面绝对压强p0=117.7kPa,当地大气压强pa=98.07kPa ,求作用于闸门的水静压力及作用点。 解： 流体力学 48 p0 0.8m 0.6m 2m 即形心下方0.01m处，或液面下(0.8+0.3+0.01=)1.11m处。 解：1解析法 流体力学 49 由力矩平衡 2图算法 2.32 AB为矩形闸门,A为闸门的转轴,闸宽b=2m,闸门质量m=2000kg,h1 =1m,h2 =2m , 问B端所施的铅直力F为何值时,才能将闸门打开。 2.37 圆柱体直径d=2m，长l=5m，放置于60°的斜面上，求水作用于圆柱体上的静水总压力大小及其作用方向。 流体力学 50 解： 60° P指向圆柱中心 作图题1. 画出图中AB 面上的静压强分布图形。 流体力学 51 ρgh1 ρgh2 ρgh3 pa+ρgh1 pa pa+ρgh2 ρgh1 ρg(h-h2) ρgh ρgh ρg(h+R) ρg(h-h2) 作图题2. 绘出图中各个曲面上的压力体，并标示出曲面所受的垂直分力的作用方向。 流体力学 52 第三章习题解答 48 3-9 管段AB，dA=0.2m，dB=0.4m，高差h=1m， pA=70kPa，pB=40kPa， vB=1m/s 。判断水在管中的流动方向并求损失。 解： 对A，B列伯努利方程，得 所以水的流动方向是A→B 。 A B h 49 解： 流体力学 3.13 水由喷嘴流出，d1=125mm，d2=100mm， d3=75mm，Δh=175mm。不计损失，求 H，p，Q。 对1-1，2-2列伯努利方程 对3-3，4-4列能量方程 H Δh d3 d2 d1 p 1 1 2 2 3 3 50 解： 阀关时，由静力学方程 流体力学 3-18 阀关压力表读数时 p=49kPa,阀开时p=0.98kPa， 管进口到闸门总损失为1m，求管中平均流速v。 1 1 2 2 阀开时，由伯努利方程 51 解： 流体力学 3.28 管末端喷嘴d =10cm，D =40cm，Q=0.4m3/s，12个螺栓固定法兰，不计质量，求每个螺栓的受力。 列动量方程 列能量方程 D 每个螺栓受力： d F 52 流体力学 3.33 水流垂直于纸面的宽度为1.2m，求它对建筑物的水平作用力。 列动量方程 代入动量方程得 方向向右 解： 1.5m 0.9m 0.6m 2 2 1 1 列连续性方程 列能量方程 F