工程流體力學 課后習題參考答案(周云龍 洪文鵬教材版)

工程流體力學課后習題參考答案《工程流體力學》（第二版）中國電力出版社周云龍洪文鵬合編一、緒論kg/m3kg/m31-3m3/h1-41/PaPa·sm2/s1-7(1) m/s1/s(2)Pa·s(3) Pa1-8(1) (Pa)(2) (Pa)1-9(1) (N)(2) (Pa)(3)1-10Pa·s Pa·s1-11(N·m)m/sm2NkWPa·sm2NkW1-14m2Nm2m/sr/minPa·sN1-14N·m1-19mmmm二、流體靜力學2-1kPaPaPa且 mPaPaPaPaPaPaAh1，Bh2即m2-5kg/m3Pa2-6 Pa2-7(1)kPa(2)PakPa2-8設(shè) cm m mkPa2-9(1) Pa(2) cm2-10 Pa m2-11整理得m2-12Pa2-13cm2-142-15kPa2-16設(shè)差壓計中的工作液體密度為Pam2-17Pa2-18kPa2-19(1) N(2) N設(shè)油的密度為NNN對A點取矩m（距A點）設(shè)梯形壩矩形部分重量為 ，三角形部分重量為(kN)(kN)mkN·m< kN·m穩(wěn)固2-23總壓力F的作用點到A點的距離由m mNm(距液面)Nm(距液面)或 m(距C點)第一種計算方法：設(shè)水面高為 m，油面高為 m；水的密度為，油的密度為左側(cè)閘門以下水的壓力：右側(cè)油的壓力：左側(cè)閘門上方折算液面相對壓強：NN(Pa)則： N由力矩平衡方程(對A點取矩)：解得：（N）第二種計算方法是將左側(cè)液面上氣體的計示壓強折算成液柱高（水柱高），加到水的高度時計算。

中去，然后用新的水位高 來進行計算，步驟都按液面為大氣壓強m閘門左側(cè)所受壓力：N作用點： m閘門右側(cè)所受壓力：N作用點： m由力矩平衡方程： (對A點取矩)解得： NNNCmkPaA點： NB點： N2-31NNNm3NN2-33(1)(2)(3)2-34kN(2)2-35(1)m設(shè)在外載荷的作用下，室內(nèi)的水面又升高了解得 m三、流體動力學基礎(chǔ)3-13-23-33-4 即積分得時，過P(-1，-1)點， ，流線方程為3-53-6 即積分得3-8（1）連續(xù)（2）連續(xù)（3）不連續(xù)（4）連續(xù)3-103-11積分得3-122m/s33-1462mm33-16231cm23-17(1)12600Pa(2)-29400Pa3-180-0，1-1，2-23-3解得 m/sm3/s， Pa， ， Pa， 代入數(shù)據(jù)得 m， Pa， ， 代入數(shù)據(jù)得 mm3/s3/s3-22， ， ，設(shè)水銀差壓計左端入口壓強為 ，則Pa由 得 m/s代入數(shù)據(jù)解得 Pa3-23 m/sm3/s3-24m， ， 整理得 mm， Pa， Pa，代入數(shù)據(jù)解得 mm， Pa， Pa，代入數(shù)據(jù)解得 m比較 ，所以不發(fā)生汽化的最大直徑為 m 3/s3/s3-292m1-12-2的反作用力；水流作用在斷面1-1和2-2上的壓力 ；動量修正系數(shù)。則沿流向建立動量方程得：所以： 1-1和2-2均為緩變流過水斷面，故NN在1-1和2-2列伯努利方程： ——————（b）又由連續(xù)性方程： 得代入（b）式解得： m/s所以， m/sm3/s將已知數(shù)代入（a）式得：N是的反作用力，故的大小為22406.86N，方向水平向右。四、不可壓縮流體的有旋流動和二維無旋流動4-1（1）無旋（2）有旋無旋（4）有旋4-2（1）不存在勢函數(shù)也不存在流函數(shù)（2）改為 這樣既存在勢函數(shù)也存在流函數(shù)4-3（1）（2）4-54-6（1）（2）4-7由得4-82m3/s4-9 Pa4/s五、不可壓縮流體二維邊界層概述5/s5/s5-1513N六、黏性流體的一維定常流動6-1 層流m/sL/smm/sm6-2(1) 紊流（2） 層流6-3 其中則： Pa·s6-4m/s層流m油柱m/s紊流查莫迪圖：mH2Om保持層流m/sL/s6-8m/sm3/s6-9A1-1，B————（1）式其中： m， Pa， ，設(shè)入口局部阻力系數(shù)為

，彎頭為，突擴為

（對應于前面的速度），突縮為（對應于后面的速度），閥門為，出口為代入（1）式，解得 m/sL/s6-10 mm/s紊流查莫迪圖m空氣柱kg/m3Pa6-11 ————（1）式其中 ，m/s， ， mH2O代入（1）式，解得 m6-12設(shè)水箱液面為1-1，管道入口截面為A-A，管道出口截面為2-2————（1）式————（2）式（1）和（2）式聯(lián)立，解得當 m時，由（1）式：當 m時，與無關(guān)6-14（1） m/s(2) m(3)設(shè)圓管直徑為，損失為 ；正方形邊長為，損失為由于斷面面積相等，即層流，所以在紊流粗糙區(qū)，只與 有關(guān)，所以0-0，3-3入 +門 +擴 +嘴入 +門 +擴 + 嘴 )解得： m3/s1-1，2-2層流（入+彎+出）+入+彎+出）m1-1，2-2，彎頭局部阻力系數(shù)為，閥門為m/sm3/sPa1-1，2-2紊流查莫迪圖：紊流查莫迪圖：入 +擴 +門 +出入 +擴 +門 +出 )m1-1，2-2mH2O1-1，2-2m/s層流（入+彎+閥）入+彎+閥）Pa1-1，2-2， ， Pa， ，整理得 m1-1，2-2， ， Pa， ，整理得 m/sm3/s6-24， ， ，， m/s整理得理論值或 ， m/s理論值1-1，2-2m， ， ， kg/m3m/s， 入）紊流查莫迪圖：整理得 入)Pa將 代入 整理得——————（1）將 代入 的公式得——————（2）假設(shè)由伯努利方程得 ，即設(shè) ，則若 ，則1-1，32-2向上流動：入）則 入）Pa向下流動：出）則 出）P