流體課后習(xí)題及32學(xué)時復(fù)習(xí)題答案.doc

第一章作業(yè)1-9 解：壓縮系數(shù)的定義為：于是：壓縮系數(shù)的倒數(shù)即為彈性模數(shù)：1-12 解：平板勻速下滑時，其重力在運(yùn)動方向的分力等于平板所受的內(nèi)摩擦力，則根據(jù)牛頓內(nèi)摩擦定律于是：1-13 解：軸表面的速度為 由牛頓內(nèi)摩擦定律，可得軸表面的內(nèi)摩擦力為軸表面所受的摩擦阻力矩為：1-14 解：在圓盤上取一個微小環(huán)形，該處的速度梯度為 微小環(huán)形所受的摩擦阻力矩為：于是，整個圓盤所受的摩擦阻力矩為： 則：第二章作業(yè)2-10 解：本題按絕對壓強(qiáng)進(jìn)行計算。容器內(nèi)氣體壓力為 因為 所以 = 3.08 (Pa)2-13解： 如圖設(shè)兩杯中初始液面高度為及。當(dāng)U型管中液體交界面上升時，左杯液面下降和右杯液面上升高度均為。由初始平衡狀態(tài)得：U型管與杯中生降的液體體積相等：以變化后的U型管液體交界面為基準(zhǔn)，得 由以上三式整理得 代入已知數(shù)據(jù)，得 換算成水柱為： 根據(jù)計算結(jié)果可見，原來只有16mmH2O的壓差，用雙杯二液式微壓計卻可得到280mmH2O的讀數(shù)，說明測量精度較高。2-19解：（1）當(dāng)自由液面正好到達(dá)容器邊緣時，根據(jù)自由液面方程，此時自由液面最低點距離容器頂部的高度為：根據(jù)容器內(nèi)水的體積守恒，可得：于是：則此時的轉(zhuǎn)速為：（2）當(dāng)自由液面正好到達(dá)容器底部的時候，有則此時的轉(zhuǎn)速為：如果此時容器停止旋轉(zhuǎn)，則水面高度為：2-23解：因為水閘的內(nèi)外均受大氣壓力作用，故大氣壓的影響可略去。 作用在閘門上的總壓力為：根據(jù)壓力中心的計算公式，可得：這個距離應(yīng)該是閘門的延長線與水面的交點為原點算起的距離。式中， 所以，對O點列合力矩方程，得：于是： 2-24解：（解法一）直接求壓力體根據(jù)壓力體的確定原則，壓力體體積為球缺CD上方的體積與球體被圓柱挖空以后剩下部分體積之差。即其中，V0和V1分別為球和球缺的體積。記球缺的高度為h，則 根據(jù)幾何關(guān)系，有：可求得： 于是提起該球所需的力為：（解法二）假設(shè)球體全部淹沒在水中，則相當(dāng)于虛加了一個作用在球缺EG的向上的力f，于是于是提起該球所需的力為：其中，作用在球缺EG的向上的力為：可以看到，結(jié)果與第一種解法一致，但是過程比較簡單。第三章作業(yè)3-9解：水箱下降的體積就是排出的流體體積，為：則泄流量為：小孔截面積 平均流速為：1.28 m/s3-15（3）解：（求流線方程）根據(jù)流線方程，有 則 積分得流線方程為：第四章作業(yè)4-8 解: 取無限遠(yuǎn)處為1-1截面，測壓管的地方取截面2-2。列出截面11、22的伯努利方程：根據(jù)已知條件有： ，代入上式，得：求得：相應(yīng)的流量為 4-13解：取水面作為1-1截面，距離小孔x處為2-2截面。根據(jù)已知條件有： ，代入上式，得： 即 由于小孔出流速度為：根據(jù)連續(xù)性方程，得： 4-16解：根據(jù)Bernoulli方程，閥門開閉前后的壓力差將轉(zhuǎn)化為流動的動能。即所以有：水流量為：4-22解：取1、2兩個緩變流截面，列出Bernoulli方程 流量已知，可求出兩截面的流速為：于是：取漸縮管內(nèi)表面及其進(jìn)出口截面所包圍的空間為控制體，假設(shè)水管對控制體內(nèi)水的作用力為F（向左）。列出動量方程：解得：4-25解：取射流表面以及沿平板表面為控制體，木板對水的作用力為F。則動量方程為由連續(xù)方程，有：聯(lián)立以上各式，可解得： 得： 水對平板的作用力方向垂直與平板、作用點在射流的沖擊中心。木板在水的沖擊下處于平衡狀態(tài)，對A點取力矩平衡，有：則： 第五章作業(yè)、5-20解：管內(nèi)流速為 流動的雷諾數(shù)為： ，顯然流動為層流。則沿程阻力系數(shù)為： 沿程阻力損失為：為克服阻力需要增加的功率為：5-22解：由沿程阻力計算公式 簡化為水力坡度 則沿程阻力系數(shù)為： 第六章作業(yè)6-13解：列出大小兩截面的伯努利方程于是：由于阻力損失只有局部損失，因此：對于小截面來說，局部阻力系數(shù)為：0.1386-17解：列出水面和排水管出口兩截面的伯努利方程顯然有：，整個管路系統(tǒng)的阻力損失為：又因為： 代入伯努利方程，整理得：32學(xué)時流體力學(xué)課復(fù)習(xí)題（計算題參考答案）三、計算題1、流體的粘度0.004PaS。2、油的粘度0.837PaS。3、所需的作用力4.8N。4、油液的動力粘度1.864PaS。5、絕對壓強(qiáng)為94389Pa，真空為6936Pa。6、兩直管中的液面高度差25.51mm。7、n1=178.3rpm，n2=199.3rpm，h2=0.25m8、鉸鏈至水閘下端的距離0.796m。9、作用在圓柱上的力487.415kN，與水平方向夾角78.4度。10、作用在圓柱體上合力的大小1320kN，與水平方向夾角57.98度。11、作用在閘門上的總壓力的大小1583kN，與水平方向夾角39.3度。12、流線方程 14、集流器的吸氣量1.93m3/s。15、虹吸管的管徑d=67.9mm，上端管中的負(fù)計示壓強(qiáng)值-58800Pa。16、水泵的吸水高度4m。17、油對平板的打擊力2608N。18、支撐彎管在其位置所需的力Fx=1101.25N，F(xiàn)y=537.49N19、流量0.00718m3/s，射流的上升高度26.68m。20、均為層流。21、每秒必須向水箱內(nèi)加水0.0217m322、沿程損失系數(shù)0.019223、打擊力，上下兩股分射流流量、24、25、水泵揚(yáng)程13.56m26、所需