流体力学与流体机械教材课后题答案.docx
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流体力学与流体机械教材课后题答案
第一章流体与其物理性质
1-4.解:
由可知:
△P=20000Pa
由m=ρV可得:
dm=ρdV+Vdρ,
在压强变化时,质量没有变化,
如此dm=0,即ρdV+Vdρ=0,如此
所以体积压缩系数
1-5.解:
由体积膨胀系数:
可得:
3。
第二章流体静力学
2-2.解:
由可得
2-3解:
如下列图:
同种液体能够互相连通位于同一高度处是等压面,分析可知:
图2-3
2-11解:
由题意可知:
侧面BC的总压力大小为:
×104Pa,如此自由液面在原来的根底上还要补充一段h:
左侧水对闸门AB的压力:
左侧压力中心:
右侧油对闸门AB的压力:
右侧压力中心:
根据力矩平衡得:
〔假设作用于B点力的方向向左〕
F左×L左=F右×L右+FB×L
可得:
FB=39893.79N
[其中L左=yD左—〔H1+h-H2〕]
2-15解:
曲面ab的压力:
水平方向分力:
竖直方向分力:
如此曲面所受合力:
受力方向:
2-17解:
曲面abcd所受的静水压力:
水平方向分力为:
竖直方向分力为:
如此曲面所受合力为:
受力方向为:
2-19解:
这道题关键是自由液面的选取:
因为在C点的绝对压强是196120Pa,其相对压强是:
作用于半球的总压力只有竖直方向的分力:
第三章流体运动学和动力学根底
3-4解:
由连续方程A1V1=A2V2可得:
所以说截面2-2处的平均流速为0.5m/s。
3-7解:
如下列图:
根据伯努利方程可得:
在此处ZA=ZB,VA=0,如此
又因为
如此
3-8解:
如下列图:
取两截面1、2列伯努利方程:
同时根据连续性方程有:
可得:
如此
由U形管压差计来测量压差
如此qv3/s
3-19解:
同理:
V2
取截面1-1、2-2列伯努利方程:
由于该管路是水平的,Z1=Z2如此可得
水流经渐变段,动量发生变化,必然产生对镇墩产生作用力
设轴向力为F,水平向右,如此渐变段镇墩所受的力为R,水平向左,
列动量方程可得:
P1A1-P2A2-R=ρqv〔V2-V1)
代入数据可得:
R=P1A1-P2A2-ρqv〔V2-V1)
如此F=-391.8KN,方向是水平向右。
3-20解:
〔1〕
同理VB
(2)取两截面A-A、B-B列伯努利方程:
由于管路水平,ZA=ZB,可得
(3)对控制体流体进展受力分析
本体弯管水平放置,显然不必要考虑重力作用,对于外表力,只有进、出口控制面上的压力FA=PAAA=120×103××2
FB=PBAB=109×103××2
两者方向指向控制体。
水流经弯管,动量发生变化,必然产生作用力F,而F与关闭对水的反作用力R平衡。
管道水平放置在xoy平面上,假设R方向指向弯管处。
与x轴夹角为α。
(4)列动量方程求解:
X轴方向:
FA-Rcosα-FBcos60=ρqv(VBcos60-VA)
Y轴方向:
FBsin60-Rsinα=ρqvVBsin60
求解得tanα=
第四章
4-2解:
由可得:
320mmHg所产生的压强为:
P1=13.6×103×9.8×0.32=×104Pa
选0-0、1-1面列伯努利方程:
所以说:
泵的吸水高度hg为3.164m。
4-6解:
〔1〕在圆管中层流流动时:
(2)
〔3〕
(4)圆管层流中切应力在有效截面上的分布规律:
水力坡度J
4-16解:
〔1〕求雷诺数Re
〔2〕
4-20解:
解法一:
以1-1,2-2截面列伯努利方程:
解法二:
公式法
(5)孔口、管路流动与气体射流
5-14解:
由可得:
,如此
在并联管路中
解得:
qv1qv2=30
5-15解:
5-16解:
由可得:
断面积A1m2
断面积A2=3×0.04=0.12m2
断面积A3=m2
由表5-2查可得:
比阻A/1=0.7962A/2=0.223A3
(6)不可压缩黏性流体的外部流动
6-8解:
(1)t=20℃=m2/s
按Re查表得:
CD
(2)计算受力
6-9解:
〔1〕
〔2〕
∴
∴
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