湖北工業(yè)大學(xué)流體力學(xué)作業(yè)答案版

1、1、已知油的重度為7800N/m3，求它的密度和比重。試求0.2m3此種油的質(zhì)量和重量各為多少？已知：7800N/m3；V0.2m3。解析：(1) 油的密度為 ；油的比重為 (2) 0.2m3的油的質(zhì)量和重量分別為 2、體積為5m3的水在溫度不變的條件下，壓力從1大氣壓增加到5大氣壓，體積減小了1L，求水的體積壓縮系數(shù)和彈性系數(shù)值。已知：V5.0m3，p11.0105Pa，p25.0105Pa，V1L。解析：由(19)和(110)式，得水的體積壓縮系數(shù)及彈性系數(shù)值分別為 3、一塊可動平板與另一塊不動平板同時浸在某種液體中，它們之間的距離為0.5mm，可動板若以 0.25m/s的速度移動，假設(shè)板

2、間流體中的速度分布是線性的，為了維持這個速度需要單位面積上的作用力為2N/m2，求這兩塊平板間流體的動力黏度。解：板間流體的速度梯度可計算為由牛頓切應(yīng)力定律，可得兩塊平板間流體的動力黏度為4、流場的速度分布為，求流體在點(diǎn)（2，1，4）和時間t =3s 時的速度、加速度。解：代入點(diǎn) （2，1，4） 和時間t =3，得速度值為 代入點(diǎn)（2、1、4）與t=3的值，得加速度的值5、管道直徑d=100mm，輸送水的流量為10kg/s，水溫為50C，水的運(yùn)動粘性系數(shù)=1.5210-6m2/s，試確定管內(nèi)水流的流態(tài)。如用這管道輸送同樣質(zhì)量的石油，已知石油的密度=850kg/m3，運(yùn)動粘性系數(shù)=1.14cm2

3、/s，試確定石油的流態(tài)。解：50C時， 水的雷諾數(shù)Re為：，紊流石油：，層流1、 封閉容器中水面的絕對壓力為p1105kPa，當(dāng)?shù)卮髿鈮毫閜a=98.1kPa，A點(diǎn)在水面下6m，試求：(1)A點(diǎn)的相對壓力；(2)測壓管中水面與容器中水面的高差。已知：p1=105kPa，pa=98.1kPa，h1=6m。解析：(1) 依據(jù)題意列靜力學(xué)方程，得A點(diǎn)的相對壓力為 (2) 測壓管中水面與容器中水面的高差為 2、傾斜的矩形平板閘門，長為AB，寬b2m，設(shè)水深h8m，試求作用在閘門上的靜水總壓力及其對端點(diǎn)A的力矩。已知：b=2m，h=8m，h0=BE=4m，=AE=3m。解析：依據(jù)圖意知 ；閘門面積為

4、。閘門所受的總壓力為 壓力中心D距形心C的距離為 壓力中心D距A點(diǎn)的距離為 靜水總壓力對端點(diǎn)A的力矩為 3、多管水銀測壓計用來測水箱中的表面壓力。圖中高程的單位為m，當(dāng)?shù)卮髿鈮毫?05Pa，試求水面的絕對壓力p0。已知：所有尺寸見附圖，當(dāng)?shù)卮髿鈮毫?05Pa。解析：左右兩側(cè)的U型管，以及中部的倒U型管中1、2、3點(diǎn)所在的水平面均為等壓面，依據(jù)題意列靜力學(xué)方程 第四章,第五章作業(yè)1. 有一輸油管道，在內(nèi)徑為20cm的截面上流速為2m/s，求另一內(nèi)徑為5cm截面上的流速以及管道內(nèi)的質(zhì)量流量.已知油的密度為850kg/m3。解：已知d1=20cm=0.2m U1=2m/s d2=0.05m 根據(jù)

5、連續(xù)方程，有所以U2=d12*U1/d22=32m/s =850*0.01*3.14*2=53.38kg/s2如圖所示直立圓管管徑為10mm，一端裝有直徑為5mm的噴嘴，噴嘴中心里圓管截面處的高度為3.6m，從噴嘴排入大氣的水流出口速度為18m/s。不計摩擦損失，計算截面處所需的相對壓強(qiáng)。解：d1=10mm=0.01m A1=(0.01/2)2*3.14=7.85e-5 m2. d2=5mm, A2=A1/4=1.92e-5 m2因為U2=18m/s，根據(jù)連續(xù)方程 U2*A2=U1*A1 U1=18/4=4.5m/s。根據(jù)伯努利方程有所以而端壓力為空氣大氣壓，相對壓強(qiáng)為0。所以 （182-4.

6、52）/2+9.8*3.6*1000=P1=1.87105Pa3332 高壓水管末端的噴嘴如圖，出口直徑d10cm，管端直徑D40cm，流量Q0.4m3/s，噴嘴和管道以法蘭連接，共用12個螺栓，不計水和管嘴的重量，求每個螺栓受力多少？解：(1) 由流量計算式，得 (2) 列噴嘴進(jìn)出口的伯努利方程 得 (3) 設(shè)噴嘴對水流的反作用力為Rx，列動量方程，坐標(biāo)系的方向為流體的流動方向， 則每個螺栓受力為 4流量為0.06m3/s的水，流過如圖所示的變直徑管段，截面處管徑d1250mm，截面處管徑d2150mm，、兩截面高差為2m，截面壓力p1120kN/m2，壓頭損失不計。試求：(1)如水向下流動

7、，截面的壓力及水銀壓差計的讀數(shù)；(2)如水向上流動，截面的壓力及水銀壓差計的讀數(shù)。解：已知：Q=0.06m3/s，d1=250mm，d2=150mm，H=2m，p1=120kN/m2。 (1) 由連續(xù)性方程，得 (2) 列出、兩截面間的伯努利方程，基準(zhǔn)面取在截面上；同時列出U型管的靜力學(xué)方程， 得 (3) 如果水向上流動，并且不計壓頭損失，所得結(jié)果與上述相同。5水射流由直徑d6cm的噴嘴垂直向上噴射，離開噴口的速度為15m/s，若能支撐一塊重100N的平板，射流噴射的高度Z為多少？解：(1) 取管嘴出口至平板間的水體為分析對象，建立坐標(biāo)系，方向垂直向上，設(shè)射流沖擊平板時的速度為u2，根據(jù)動量方程 則 (2) 列管嘴出口至平板間的伯努利方程，得 所以 第六章 作業(yè)1.水平放置的毛細(xì)管粘度計，內(nèi)徑d=0.5mm，兩測點(diǎn)間的管長L=1.0m，液體的密度=999kg/m3，當(dāng)液體的流量qv=880mm3/s時，兩測點(diǎn)間的壓降 p=1.0MPa，試求 該液體的粘度。解 :假定流動為充分發(fā)展的層流，由有關(guān)公式得=1.74310-3Pa.s由于=12842300，表明層流的假設(shè)是對的，計算成立。2. 鐵皮風(fēng)管直徑d400mm，風(fēng)量Q1.2m3/s，空氣溫度為20，試求沿程阻力系數(shù)