《流体力学》课后习题答案.pdf
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1、流体力学课后习题答案习 题【1】1-1 解:已知:A =20,p;=395kPa,t2=507;=20+273=293K,7;=50+273=323K p-p R T ,有:p=pRT、,p2-pRT2得:充,则M得丘H I-1-2解:受到的质量力有两个,一个是重力,一个是惯性力。重力方向竖直向下,大小为mg;惯性力方向和重力加速度方向相反为竖直向上,大小为mg,其合力为0,受到的单位质量力为0自由落体:加速度ag1-3 解:已知:V=10m3,A7=50,av=0.0005C1根据4 =J 黑,得:V =av-V T =0.0005x 1 Ox50=0.25m31-4 解:已知:=9.806
2、7x1()4pa,=5.8840 xl05Pa,=50,r2=78彳 导:7;=/I+273=50+273=323K,%=j+273=78+273=351K+口+口 mRT-t-,mRT,mRT.,有:P.=-1,得:与哈尹鬻器x著。,即3 W体积减小了(1 -0.18)x 100%=82%1-5 解:已知:=40mm,=0.7Pa-s,a=60mm,tz=15m/s,/7=10mm根据牛顿内摩擦力定律:T=设平板宽度为b,则平板面积A=a-b=0.066上表面单位宽度受到的内摩擦力:T、/J.A w 0 0.7x0.066 15-0=-x-h b 3-h h 0.04-0.01=21N/m,
3、方向水平向左下表面单位宽度受到的内摩擦力:G=T2 =匕U.A 0 0.7x0.06/?15 0.,1 i,-T-rx_.d-=-x-=63N/m,方向水平向左2 b b h-0 b 0.01-0平板单位宽度上受到的阻力:7=4+=2 1 +63=8 4,方向水平向左。1-6 解:6=0.5mm,r=2Pa,=0.25m/s-t-6 c 0.5x10-,、c根据c=,有:U T =T-=2x-=0.004Pa-sAy u -0 0.25-01-7 解:r=20,(y=2.5cm=0.025m,(=lmm=0.001m,i/=3cm/s=0.03m/s设管段长度/,管段表面积:AH单位长度管壁上
4、粘滞力:=当/AyN兀dl -0 _ 3.14x0.025x0.03 l 8(L 0011-8 解:J=0.8x0.2=0.16m2,=lm/s,3=10mm,=1.15Pa sT=/JA =RA y =1.15x0.16x-=18.430.011-9 解:co-15rad/s,3=1mm,/=0.1Pa s,d-0.6m,H=0.5m根据牛顿内摩擦定律,切应力:j?吟z/r小微元表面积:dA=2 b -sinJ小微元受到的粘滞力:dT=dA小微元粘滞力的力矩:dM=r dT=r/W.2仃4O sin 夕sin 0-,20.3V0.52+0.320.514圆锥体所受到的合力矩:W=6若 扁=#
5、臬=黑烧需=3-习 题 22-1 解:hB 3.0m,hAB 3.5m4=*=3.0mH,OPgpB=pghB=9.8x1000 x3.0=29400PapA=pB-pghAB=2.94X104-9.8X1000 X 3.5=-4900PUhA =0.5mHZ,Opg2-2 解:z=Im,h=2m,p0=OPa管中为空气部分近似的为各点压强相等。P=PPgh=pghP2=PA-P SZP1=P2有:pA=pg(z-h)=9.8x1000 x(1 2)=9800Pa2-3 解:H=1.5m,h2=0.2m,poil=800kg/m3根 据 真 空 表 读 数,可 知 M 点 相 对 压 强PM=
6、-980Pa1-2是等压面Pi=P/P g(H+4+色)P2=PoiiS+PHgSh2P=Pi有:PM+Pg(+%+饱)=P“g九 +pHgg-980+9.8x1000(1.5+0.2)=9.8x800/?,+13600 x9.8x0.2h=5.6m2.4 解:如图1-2是等压面,3-4是等压面,5-6段充的是空气,因此P6=Ps,6-7是等压面,建立各点的压强:P=PA-P S +H p g yPz=PB-pgx-pgHPi=P2联立有:PA-PB=(P-P、HP 3=P g(V+)P&=Ps+pgz。6=。5。6=。7Pi p g y +H-b)+p g b-a-z)P4=P3联立有:p
7、g(y+p g(y+H-b)+p g(b-a-z)+pgz,b-a丁。有:PA-PB=1P-P)H=、Hb2-5 解:pM-4 9 0 0 P a,1=0.4 m,h 2=1.5 mPA=Pn+Pg%=PMPgh、p0=+pg(九 一 2)=4 9 0 0-9.8 x 1 0 0 0 x(0.4-1.5)=-5 8 8 0 P a2-6 解:z =2 0 cm,h=1 2 cm P=9 2 0 kg/n?1-2 是等压面P i=P P g(+x)P2=PB-pg(z+x)-pghPl=P2PB-Pa=Pg(z-h)+p、gh=9.8xl000 x(0.2-0.12)+920 x9.8x0.12
8、=187Pa=0.19mH2Og为 空 气,则月g/?可以忽略PB-PA=Pg(z-h)=784Pa=0.08mH202-7 解:a 30,/=0.5m,A =0.1mp+pgh=pgl sin a有:p=/9g(/sin-/?)=9.8xl000 x(0.5xsin30-0.1)=1470Pa2-16 余 星:A =Im;b=0.8m,4=2m绘制压强分布图九二2m时,作用于挡板的压力的作用点距离池底的距而_h +2(2+2(2-1)C 3 h+h-h -I-2+2-11 1=0.44m轴位于作用点下方,即可自动开启即y v2=5.6m/s2x9.8 2x9.8 2根据连续性方程:Vj V2
9、-2 di1L=好 x0.1=0.05w5.6岭3-8 解:d=200mm=0.2m,hp=60mm=0.06m,v=0.84Mmax列 A、B点的能量方程:Pg20+0=0+压差计测定3-巫=pg pgPg 2g贝!J :莓=J2X9.8X0.756=385mls圆管流动中最大流速在管轴处,即为A 点流速平均流速:v=0.84 =3.23m/s流量:0=v-i/2=3.2 3 x x 0.22=0.10/M3/5一 4 43-9 解:d=50mm=0.05m,p=21kPa,p2=5.5kPa阀门关闭时列Ll,2-2断面能量方程:“+0+0=0+红+0Pg2阀门打开时列LI,2-2断面能量方
10、程:77+0+0=0+Pg 2g联立方程得到:,2x(21x1()3-5.5x103)1000=5.6m/s流量:Q-v -d2=5.6 x x O.O 52=0.0 1 U p/$4 43-1 2 解:d =3 0 c 加=0.3 加,d2 1 5 cm=0.1 5 m,d=8 0 cm=0.8 wb=Qcm=0.1 相以 1-1 断面为基准面,忽略能量损失,列 1-1 ,2-2 断面能量方程:2 20 +包+上=区+上pg 2g pg 2g根 据 压 差 计互-+&=1 2.6 x 0.1 =1.2 6 aPg k Pg)P)根据连续性方程:、=3 =咚=匕=0.25V2岭 4 d代入能量
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