流體力學(xué)6,7,8章課后題答案.doc

第六章6-1解：層流狀態(tài)下雷諾數(shù) 即 6-2解：層流狀態(tài)下雷諾數(shù) 6-3解： 臨界狀態(tài)時 6-4解：當輸送的介質(zhì)為水時： 根據(jù)雷諾數(shù)和相對粗糙度查莫迪圖可知流態(tài)為水力粗糙。 當輸送的介質(zhì)為石油時：質(zhì)量流量與水相等 根據(jù)雷諾數(shù)和相對粗糙度查莫迪圖可知流態(tài)為水力光滑。6-5解：判斷流態(tài)需先求出雷諾數(shù) 冬季： 流態(tài)為層流。 夏季： 流態(tài)為層流。6-6解：由圓管層流分析解可知 設(shè)時，流速恰好等于平均流速 6-7解：需先判斷流態(tài)： 流態(tài)為層流。 根據(jù)經(jīng)驗公式有 根據(jù)達西公式有 6-8解：欲求出沿程水頭損失，應(yīng)先求出沿程阻力系數(shù)，而欲用經(jīng)驗公式計算沿程阻力系數(shù)，需先求雷諾數(shù)和相對粗糙度。 由和，查莫迪圖可知流態(tài)為混合摩擦。運用經(jīng)驗公式計算 6-9解：以起點處和離它處的管道截面列伯努利方程，得 題中以知 又連續(xù)性方程可推出 根據(jù)達西公式有 欲求阻力系數(shù)，則先需求出雷諾數(shù)，再判斷流態(tài)，然后選擇經(jīng)驗公式計算 查莫迪圖可知流態(tài)為水力粗糙，運用經(jīng)驗公式 即每km管線在的壓降為。 以始末位置的管道截面列伯努利方程，得 由連續(xù)性方程得 已知，代入伯努利方程得 6-10解：先求雷諾數(shù) 查莫迪圖可知流態(tài)為層流 以始末位置的管道截面列伯努利方程，得 6-11 解：(a)按實驗結(jié)果計算：以始末截面列伯努利方程 ，由連續(xù)性方程可知根據(jù)達西公式有：(b) 按經(jīng)驗公式計算：，則。故為水力光滑（也可查莫迪圖）。按經(jīng)驗公式可知 由實驗結(jié)果計算和由經(jīng)驗公式計算出的值相差：6-12 解： 對比兩公式，可知 6-13 解：在中流速為，在中（除閥門外）流速為，。設(shè)流量為Q，由連續(xù)性方程可知各段流量相等：以水池平面0-0和段管出口2-2截面列伯努利方程由于，,故以上伯努利方程化為：6-14解： 查莫迪圖可知流態(tài)為混合摩擦，運用經(jīng)驗公式有 根據(jù)達西公式可求出沿程水頭損失 局部水頭損失有 總的水頭損失 以1-1和2-2截面列伯努利方程，得 6-15解：以1-1和2-2截面列伯努利方程，得 由于是短管，小，因此。由包達公式可知，突然擴大的局部水頭損失的公式。由連續(xù)性方程可知各段的流量相等。 由已知有代入上式得 6-16 解：查表得10時水的運動粘度，故： 查莫迪圖可知流態(tài)為水力光滑，運用經(jīng)驗公式有：沿程水頭損失由達西公式有：局部水頭損失為當,時：查莫迪圖可知流態(tài)為水力摩擦，運用經(jīng)驗公式有：沿程水頭損失由達西公式有：局部水頭損失為：7-1 解：根據(jù)連續(xù)性方程得：故：全管路水頭損失 水池水面與泵口水池水面的大氣壓相等，且其水流速度均為零故：水泵揚程水頭損失圖略7-2 解：(1) 若保持水井水面與水池水面的高差 則自流管內(nèi)水流流速應(yīng)與泵內(nèi)流速相等,自流管內(nèi)水流速度自流管水頭損 故(2)根據(jù)伯諾利方程得 故：7-3 解：由連續(xù)性方程得 即查表得20度時水的粘度 兩段管子的雷諾數(shù)分別為： 故管1內(nèi)流體流動為紊流的混合摩擦區(qū)故管2內(nèi)流體流動為紊流的粗糙區(qū)從而： 故水箱的水頭水頭線圖略7-4解：水塔的水頭 由連續(xù)性方程得 ，故 代入數(shù)據(jù)解得：7-5 解：并聯(lián)管路各管內(nèi)水頭損失相等故： （1） 并聯(lián)管路各并聯(lián)管內(nèi)流量總合等于主管路流量故： （2）由式（1）（2）得 從而 管1流量 管2流量 A B 間的水頭損失 7-6 解：由已知得管1 和管2管長，管徑，沿程阻力系數(shù)均相等，即管1 和管2完全相同從而： 以 A B 水池面列伯諾利方程 兩水池面的流速均為0 ，液面壓力相等故：即從而 解得：7-7 解：（1）被輸液體相對密度為0.9 故其密度為900kg/m3AB管內(nèi)流量由已知得管2 和管3在同一水平面且各參數(shù)均相等，即管2 和管3完全相同從而： （2）根據(jù)伯諾利方程得：7-8 解：孔口的收縮系數(shù) 管內(nèi)流量 收縮斷面流體流速 孔口流速系數(shù)流量系數(shù)7-9 解7-10 解：兩水箱的高差流量 同時查表知 圓柱形內(nèi)管嘴流量系數(shù) 圓柱形外管嘴流量系數(shù) 故解得 7-11 解：由液體管材的彈性系數(shù)表知： 由題意可知管內(nèi)徑則 水擊的傳播速度 流速 壓力傳遞往返時間 T=2.2 s時，直接水擊壓力：T= 20 s時， 間接水擊壓力：7-12 解： 水擊的傳播速度 流速 最大水擊壓力8-1 試確定下列流場是否連續(xù)可壓和是否無旋？(1) ；(2) ；(3) 。解：(1) 不可壓縮 無旋(2) 可壓縮+ 1 有旋(3) divu= 不可壓縮 無旋 8-2解： 8-3 試證流速分量為ux=2xy+x，uy=x2-y2-y的平面流動為勢流。求速度勢和流函數(shù)。證明：，無旋，故流動為勢流 積分第一式得：，代入第二式 令，則 8-4 已知速度勢=xy，求速度分量和流函數(shù)，畫出=1，2，3的等勢線。證明等勢線與流線互相正交。解： 等勢線與流線互相正交等勢線為一簇雙曲線8-5 位于坐標原點的源流量Q=24m2/s，沿水平方向自右向左運動的均勻直線流流速為u0=10m/s。求兩種流動疊加后的駐點位置，通過駐點的流線，此流線在=/2和時的y坐標值及=/2時流線上的流速值。解：根據(jù)勢流疊加原理，可得復(fù)合流動的勢函數(shù)和流函數(shù)分別為：， ，令，得：或 時，；時，無解 駐點位置為(0.382m,0) 令得流線為，把駐點坐標代入得const=0 過駐點的流線為 時，由流線方程解得， 時，無y值 直角坐標情況：駐點，流線8-6一長圓柱體，直徑為1m，位于u0=10m/s的正交于柱軸的直線流中，流體密度為1000kg/m3，未擾動流動的壓強為0，求在圓柱表面上=、7/8、6/8、5/8、/2處的流速和壓強值。解：此為無環(huán)流的繞流，由課本(7-58)知：圓柱面上，則，代入條件，計算各角度的周向速度：伯努利方程：(未擾動流動的壓強為0)，得：代入數(shù)據(jù)，計算各角度的壓強值：8-7直徑為1.2m，長為50m的圓柱體，以90rps的角速度繞其軸旋轉(zhuǎn)，空氣流以80km/h的速度沿