流体力学作业题库及答案...docx

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1、第一章 绪论思索题1-1 何谓流体连续介质模型？含有气泡的液体是否适用连续介质模型？答：所谓流体的连续介质模型，即把流体视为没有间隙地由流体质点充溢它所占据的整个空间的一种连续介质其物理性质和物理量也是连续的。假设气泡相对于液体而言可以看作孤立的点的话，那么含有气泡的液体可以适用连续介质模型。习题11-3 如题图所示，设平行板间隙为0.5mm，中间充溢液体，上板以U0.25m/s的速度平移，施于单位面积的力为2Pa，试求液体的粘度为多少？解：液体粘度1-4 求题图所示的轴及轴套之间的流体粘度。解：第二章 流体静力学习题22-5 用多管水银测压计测压，题图中标高的单位为m，试求水面的压强p0。解

2、：2-9 一盛水的敞口容器作加速运动，试求以下两种状况下容器内静压强的分布规律：1自由着陆；2以等加速度a向上运动。解：122-12 试求开启题图所示水闸闸门所需的单宽拉力F。不计闸门自重及转轴摩擦力。解：2-16 试定性绘出题图中各ABC曲面的压力体图。答：第三章 流体运动根本原理习题33-1 二元流，其流速分布为uxx2t，uy= -2xyt。试求t=1，点(-2,1)处的流线方程和迹线方程。解：3-3 流速场为。试问1它是匀整流吗？2它是无旋流吗？解：123-5 试求题3-3中的旋转角速度。解：依据题3-3所列方程，可得3-9 流函数，试求速度势函数。解：第四章 恒定总流根本方程4-5

3、有一管路，由两根不同直径的管子及一渐变连接收组成。dA=200mm，dB=400mm，A点相对压强pA6104N/m2，B点相对压强pB104N/m2；B点处的断面平均流速vB为1m/s。A, B两点的高差为z为1m。要求判别流淌方向，并计算这两断面间的水头损失hw。解：选取A点所在平面为基准面，那么zA0，zB1m，假设流向为A到B。4-7 如题图所示，一盛水的密闭容器，液面恒定，其上相对压强p0104N/m2。假设在容器底部接一段管路，管长为4m，及水平面夹角，出口断面直径d0.05m。管路进口断面中心位于水下深度H5m处，水出流时总的水头损失为2.3m，取121，求出水流量qv。解：以出

4、水口中心线端点所在水平面为基准面，取断面1-1, 2-2，那么z10，断面2-2的相对压强为p2p0，断面1-1的相对压强为p104-8 一水平变截面管段接于输水管路中，管段进口直径d10.1m，出口直径d20.05m.。当进口断面平均流速v1为1.4m/s，相对压强p1104N/m2时，假设不计两截面间的水头损失，试计算管段出口断面的相对压强p2。解：取管道中线所在水平面为基准面，那么4-15 在宽为b2.0m的矩形断面渠中修建一宽顶堰，堰高P1.2m，上下游水深分别为h121.5m，流量qv3/s。试求水流作用于堰上的水平推力。解:1取限制体取堰前渐变流断面1-1至堰后渐变流断面2-2所截

5、取的宽为b2.0m的水体所占空间为限制体。2选坐标系取直角坐标xOy，如下图。3受力分析设堰体对水流的水平作用力为FR，那么限制体所受的水平力Fx为4列动量方程求FR列x方向的总流淌量方程，取，有 5补充条件求v1及v2 将条件代入，得将v1及v2代入式，得解得FR水流作用于堰上的水平推力及FR大小相等, 方向相反，即FR61.6kN，方向向右。4-18 水流通过平置变截面弯管。假设弯管的直径d10.25m，d20.2m，流量qv3/s。断面1-1的相对压强pA105N/m2，管子中心线均在同一水平面上，求固定此弯管所需的力FRx及FRy。不计水头损失。解：1取限制体取断面1-1及断面2-2及

6、管壁所围成的水体为限制体。2选坐标系取直角坐标xOy，如下图。3受力分析 4列动量方程列x, y方向的总流淌量方程，取，有 5补充条件求v1, v2及p2由连续性方程求v1, v2：，代入条件得由伯努力方程求p2：基准面选在管轴线所在平面上，那么z1z20。计算断面分别选在弯管进出口断面1-1和2-2，计算点取在管轴线上。取121，不计水头损失，得：代入条件得p2105N/m2将求得的v1, v2及p2等条件代入，联立解得FRx8948.6N，方向向左；FRy4945.3N，方向向上。第五章 量纲分析和相像理论习题55-8 用直径为1.2m的圆管输送煤气，为确定其三通管的水头损失，接受t=20，qv3/s的水进展试验。煤气=40kg/m3,s/m2,=25m/s。试确定模型试验比尺，以及原型及模型之间的水头损失关系。解：5-10 如题图所示，一桥墩长lp=24m，墩宽bp=4.3m，水深hp=8.2m，桥下水流平均流速vp=2.3m/s，两桥台间的距离Bp=90m。取l=50来设计水工模型试验，试确定模型的几何尺寸和模型试验流量。解：