习题解:℃,,℃, 据,有:, 得:,则 解: 解:已知:V=10m3,℃,℃-1 根据,得: 解:已知:,,℃,℃ 得:, 根据,有:, 得:,即 体积减小了 解:已知:,,a=60mm,u=15m/s,h=10mm 根据牛顿内摩擦力定律: 设平板宽度为b,则平板面积 上表面单位宽度受到的内摩擦力: /m,方向水平向左 下表面单位宽度受到的内摩擦力: /m,方向水平向左 平板单位宽度上受到的阻力: ,方向水平向左。 解:,,u=0.25m/s 根据,有: 解:℃,d=2.5cm=0.025m,=0.001m,u=3cm/s=0.03m/s 设管段长度l,管段表面积: 单位长度管壁上粘滞力: 解:,u=1m/s,, 解:,,,, 根据牛顿内摩擦定律,切应力: 小微元表面积: 小微元受到的粘滞力: 小微元粘滞力的力矩: 圆锥体所受到的合力矩: 习题2-1 解:, 2-2 解:,, 管中为空气部分近似的为各点压强相等。 有: 2-3 解: ,, 根据真空表读数,可知M点相对压强 1-2是等压面 有: 2.4 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,6-7是等压面, 建立各点的压强: 联立有: 联立有: 有: 2-5 解:,, 2-6 解:, ① 1-2是等压面 ②为空气,则可以忽略 2-7 解:,, 有: 2-16 解:,, 绘制压强分布图 时,作用于挡板的压力的作用点距离池底的距离: 轴位于作用点下方,即可自动开启 即时,即可自动开启。 2-17 解:,,, 图解法1: 绘制压强分布图 压力分为两部分: 作用方向垂直于闸门指向右。 作用点: 作用方向垂直于闸门指向右。 作用点: 总压力大小: 总压力作用方向垂直于闸门指向右。 根据合力矩定理: 有作用点: 图解法1 图解法2 图解法2: 绘制压强分布图 左侧: 作用方向垂直于闸门指向右。 作用点: 作用方向垂直于闸门指向左。 作用点: 总压力大小: 总压力作用方向垂直于闸门指向右。 根据合力矩定理: 有作用点: 2-18 解:总压力大小为: 压力作用点距离形心C的距离为: 将,,带入,有: 总压力对轴的力矩: M与hc无关。 2-20 解: ,, 绘制压强分布图,压强分布图为一个矩形 总压力大小: 总压力的作用点距离转轴N点距离: 把挡板关紧需要施加给转轴的力矩: 2-21 解:,, 绘制压强分布图 作用在AB板上的压力大小: 作用方向水平向右 作用在BC板上的压力大小: 作用方向垂直于BC面,与水平方向成45°夹折板ABC受到的静水总压力: 2-22解:,, 绘制压强分布图 平面AB所受水的压力: 压力作用点距离B点距离: 作用方向:垂直于AB面指向左。 支杆的支撑力T的作用点D距离B点距离: 平面AB静止,则对于B点的合力矩为0 有: 有: 2-24 解:,,, 液面上的相对压强: 相对压强为0的自由液面距离液面距离: 绘制压强分布图 作用于AB面上的压强大小: 作用点距离B点的距离: 2-25 解: 2-26 解:,, 绘制水平作用力的静水压强分布图,闸门AB受到垂直分力的压力体 闸门AB受到的水平压力: 水平分力方向:水平向右 压力体的体积: 闸门AB受到的垂直分力: 垂直分力方向:竖直向上 闸门AB受到的总压力: 压力作用方向和水平方向角度: 方向指向右 习题,, 以过2-2断面为基准面,忽略能量损失,列1-1,2-2断面能量方程: (注:) 根据连续性方程: 3-8 解:,, 列A、B点的能量方程: 压差计测定: 则: 圆管流动中最大流速在管轴处,即为A点流速 平均流速: 流量: 3-9 解:,, 阀门关闭时列1-1,2-2断面能量方程: 阀门打开时列1-1,2-2断面能量方程: 联立方程得到: 流量: 3-12 解:,,, 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: 根据压差计: 根据连续性方程: 代入能量方程,有: 流量: 3-15 解:,,,, 以地面为基准面,列1-1,2-2断面能量方程: 根据压差计: 根据连续性方程: 代入能量方程: 流量: 3-19 解:,,,, 水泵扬程: 电动机功率: 3-20 解:,, 以1-1,2-2,3-3断面间流体为控制体,建立x-y坐标系 受力分析:由于自由射流,流体为无压流,不考虑重力,控制体只受到平面对流体的作用力F 列x轴方向动量方程: 列y轴方向动量方程: 则: 流体对平面的作用力大小为1.97kN,方向垂直于平面指向左侧。 以水平面为基准面,则 列1-1,2-2 列1-1,3-3断面能量方程: 又根据连续性方程: 则:解方程组 3-21 解: 根据连续性方程: 得到: 以1-1,2-2,3-3断面间流体为控制体,建立x-y坐标系 受力分析:由于自由射流,流体为无压流,不考虑重力,控制体只受到平面对流体的作用力F列x轴方向动量方程: 列y轴方向动量方程: 列1-1,2-2 列1-1,3-3断面能量方程: 则:解方程组 3-25 解:d1=150mm=0.15m,d2=75mm=0.075m,p1=2.06×105Pa,Q=0.02m3/s 以1-1,2-2断面间流体为控制体,建立x-y坐标系 受力分析:列x轴方向动量方程: 1-1断面受到压力: 2-2断面平均流速: 求得: 列y轴方向动量方程: 以水平面为基准面,则,且忽略能量损失,列1-1,2-2断面能量方程: 2-2断面受到的压力: 求得: 弯管对流体作用力: 作用力与水平方向夹角: 习题,,, 流体的体积流量: 流速: 以管轴面为基准面,列1-1,2-2断面能量方程: 因为,则有: 根据压差计: 则: 又,流体流动属于圆管层流,则 带入达西公式,则有: 4-25 解:,,,, 以管轴面为基准面, 列1-1,2-2断面能量方程: 从1-1断面流至2-2断面的水头损失: 沿程水头损失: 根据连续性方程有: 则:沿程水头损失
《流体力学》课后习题答案.doc
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