流體力學泵與風機第五版課后習題答案

1、流體力學泵與風機第五版課后習題答案【篇一：流體力學泵與風機習題集】習題集一、填空題.流體力學中三個主要力學模型是（123 o.在現(xiàn)實生活中可視為牛頓流體的有和等。.流體靜壓力和流體靜壓強都是壓力的一種量度。它們的區(qū)別在于：前者是作用在；而后者是作用在。.均勻流過流斷面上壓強分布服從于。.和液體相比，固體存在著、和三方面的能力。.空氣在溫度為290k,壓強為760mmhg時的密度和容重分別為.流體受壓，體積縮小，密度；流體受熱，體積膨脹，密度的性質(zhì)，稱為流體的。.壓縮系數(shù)？的倒數(shù)稱為流體的，以來表示. 1工程大氣壓等于千帕，等于水柱高，等于汞柱高。.靜止流體任一邊界上壓強的變化，將等值地傳到其他

2、各點，只要，這就是的帕斯卡定律。.流體靜壓強的方向必然是沿著。.液體靜壓強分布規(guī)律只適用于。.靜止非均質(zhì)流體的水平面是，和。.測壓管是一根玻璃直管或 u形管，一端另一端。.在微壓計測量氣體壓強時，其傾角為 ？?30?,測得l?20cm 則.作用于曲面上的水靜壓力 p的鉛直分力pz等于。.通過描述物理量在空間的分布來研究流體運動的方法稱為。.流線不能相交（駐點處除外），也不能是折線，因為流線只能 是一條光滑的 。.、和之和以pz表示，稱為總壓。.液體質(zhì)點的運動是極不規(guī)則的，各部分流體，這種流動狀態(tài)稱為。?, 21.由紊流轉(zhuǎn)變?yōu)閷恿鞯呐R界流速 vk由層流轉(zhuǎn)變?yōu)槲闪鞯呐R界 流速vk?稱為，vk稱為其

3、中vk.對圓管來說，臨界雷諾數(shù)值 rek?。.圓管層流的沿程阻力系數(shù)僅與而和無關(guān)。.根據(jù)？繁榮變化特征，尼古拉茲實驗曲線可分為五個阻力區(qū)，分別是；和。.紊流過渡區(qū)的阿里特蘇里公式為。.速度的或發(fā)生變化而引起的能量損失，稱為損失。.正方形形斷面管道（邊長為a）,其水力半徑r等于當量直徑de 等于.正三角形斷面管道（邊長為a）,其水力半徑r等于de 等于。.濕周是指和接觸的周界?；軈^(qū)與 有關(guān)，在過渡區(qū)與 有關(guān)，在粗糙區(qū)與 有關(guān)。.串聯(lián)管路總的綜合阻力系數(shù) s等于。.并聯(lián)管路總的綜合阻力系數(shù) s與各分支管綜合阻力系數(shù)的關(guān)系 為。管嘴與孔口比較，如果水頭h和直徑d相同，其流速比v孔口/v管嘴等于流量

4、比q孔口/q管嘴等于.不可壓縮流體的空間三維的連續(xù)性微分方程是。. m?1即氣流速度與相等，此時稱氣體處于狀態(tài)。.淹沒出流是指液體通過時的流動。.氣體自所形成的流動，稱為氣體淹沒射流。.有旋流動是指流體微團的的流動。.幾何相似是指即線段長度保持一定的比例。.因次是指物理量的。因次分析法就是通過對及因的各種性質(zhì)的分析來研究現(xiàn)象相似性的方法。他是一方程式的和為基礎(chǔ)的。.容積泵與風機又可分為和。.根據(jù)流體的流動情況，可將泵和風機分為以下四種類別：；和。.風機的壓頭（全壓）p是指.單位時間內(nèi)泵或風機所輸送的流體量稱為風機的容積流量， 特指。.泵或風機所提供的流量與設(shè)備本身效率之間的關(guān)系，用來表示。.泵

5、或風機的工作點是與的交點。.泵的揚程h的定義是：泵所輸送的增值。.安裝角是指葉片與之間的交角。.泵和風機的全效率等于.當泵的揚程一定時，增加葉輪轉(zhuǎn)速可以相應的輪徑。.附面層的分離發(fā)生在區(qū)。附面層外主流區(qū)的流動屬于流動。附 面層內(nèi)的流動屬于流動。二、判斷題.當平面水平放置時，壓力中心與平面形心重合。. 一個工程大氣壓等于 98kpa,相當于10m水柱的壓強。.靜止液體自由表面的壓強，一定是大氣壓。.靜止液體的自由表面是一個水平面，也是等壓面。.當靜止液體受到表面壓強作用后，將毫不改變地傳遞到液體內(nèi)部 各點。.當相對壓強為零時，稱為絕對真空。.某點的絕對壓強小于一個大氣壓強時即稱該點產(chǎn)生真空。.流

6、場中液體質(zhì)點通過空間點時，所有的運動要素不隨時間變化的流體叫恒定流。.恒定流時，流線隨的形狀不隨時間變化，流線不一定與跡線相重 合。.漸變流過水斷面上動水壓強的分布規(guī)律可近似地看作與靜水壓 強分布規(guī)律相同。.流線是光滑的曲線，不能是折線，流線之間可以相交。. 一變直徑管段，a斷面直徑是b斷面直徑的2倍，則b斷面的 流速是a斷面流速的4倍。.彎管曲率半徑rc與管徑d之比愈大，則彎管的局部損失系數(shù)愈 大。.隨流動雷諾數(shù)增大，管流壁面粘性底層的厚度也愈大。.水泵的揚程就是指它的提水高度。.管嘴出流的局部水頭損失可有兩部分組成，即孔口的局部水頭損失及收縮斷面出突然縮小產(chǎn)生的局部水頭損失。.當流速分布比

7、較均勻時，則動能修正系數(shù)的值接近于零。.流速分布越不均勻，動能修正系數(shù)的值越小。.在水流過水斷面面積相等的前提下，濕周愈大，水力半徑愈小。.圓形管的直徑就是其水力半徑。.為了減少摩擦阻力，必須把物體做成流線型。.水泵的安裝高度取決于水泵的允許真空值、供水流量和水頭損 失。.大孔口與小孔口都可認為其斷面上壓強、流速分布均勻，各點 作用水頭可以認為是一常數(shù)。三、簡答題.什么是粘滯性？什么是牛頓內(nèi)摩擦定律？不滿足牛頓內(nèi)摩擦定律 的流體是牛頓流體還是非牛頓流體？.在流體力學當中，三個主要的力學模型是指哪三個？.什么是理想流體？.什么是實際流體？.什么是不可壓縮流體？.為什么流體靜壓強的方向必垂直作用面

8、的內(nèi)法線？.為什么水平面必是等壓面？.什么是等壓面？滿足等壓面的三個條件是什么？.什么是阿基米德原理？.潛體或浮體在重力g和浮力p的作用，會出現(xiàn)哪三種情況？.等角速旋轉(zhuǎn)運動液體的特征有那些？.什么是絕對壓強和相對壓強？.什么叫自由表面？.什么是流線？什么是跡線？流線與跡線的區(qū)別是什么？.什么是流場？.什么是歐拉法？.什么是拉格朗日法？.什么是恒定流動？什么是非恒定流動？.什么是沿程損失？.是局部損失？.什么叫孔口自由出流和淹沒出流？.什么是有旋流動？什么是無旋流動？.流體力學中拉格朗日分析法和歐拉分析法有何區(qū)別？.什么叫流管、流束、過流斷面和元流？.什么是入口段長度？對于層流、紊流分別用什么表

9、示？.什么是單位壓能？.什么是滯止參數(shù)？.氣流速度與斷面的關(guān)系有哪幾種？.什么是幾何相似、運動相似和動力相似？【篇二：許賢良 陳慶光等編著流體力學課后詳解】1若某種牌號的汽油的重度 ？為 7000n/m3 ,求它的密度？ 7000n/m33解：由？?g 得，?714.29kg/mg9.8m/m2得，?997.0kg/m3?0.893?10?6m2/s?8,9?10?4pa?s ?1.3 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，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：假

10、設(shè)板間流體中的速度分布是線性的，則板間流體的速度梯度可計算為duu0.25?1?500s ?3dyy0.5?10由牛頓切應力定律？?？du,可得兩塊平板間流體的動力黏度為dy?dy du ?4?10?3pa?s 題1.4圖解：圓盤不同半徑處線速度 不同，速度梯度不同，摩擦力也不同， 但在微小面積上可視為常量。在半徑 r處，取增量dr,微面積，則 微面積da上的摩擦力df為df?da由df可求da上的摩擦矩dt dur?2?r?dr dz?2?r3drdt?rdf?積分上式則有? t?dt?d202?d4?rdr?32?3題1.5圖解：以d點為原點建立坐標系，設(shè)流速分布u?ay2?by?c ,由

11、已知條件得 c=0,a=-625,b=50則u?625y2?50y由切應力公式？?？dudu?(?1250y?50) 得？?？dydyy=0cm 時，y=2cm 時，y=4cm時，?3?0 ?1?5?10?2n/m2; ?2?2.5?10?2n/m2 ;解：由 k?lim(?v?0?v1dv)?得 v?pvdp1?v1(1000?995)?10?6m3k?0.5?10?8pa?1 ?636262v?p995?10m2?10n/m?1?10n/m1.7當壓強增量為50000 n/m2時，某種液體的密度增長為0.02%,求此液體的體積彈性模數(shù)？。解：由體積彈性模數(shù)公式?1dpdp?v?p?得？li

12、m?v?k?v?0?v?dvd?p?p50000n/m2?2.5?108pa?0.02%第2章流體靜力學一潛水員在水下15m處工作，問潛水員在該處所受的壓強是多少？ 解：由 p?h 得，p?1000kg/m3?9.8m/s2?15m?1.47?105pa一盛水封閉容器，容器內(nèi)液面壓強po=80kn/m2 。液面上有無真空存在？若有，求出真空值。解：pa?1.01?105pap0?0.8?105pa,即存在真空 真空值pv?pa?p0?0.21?105pa如圖，用u型水銀測壓計測量水容器中某點壓強，已知h1=6cm , h2=4cm ,求 a 點的壓強。解：選擇水和水銀的分界面作為等壓面得pa?

13、1(h1?h2)?pa?2h2故 a 點壓強為 pa?pa?1h1?h2(?1?2)?1.14?105pa如圖示兩容器底部連通，頂部空氣互相隔絕，并裝有壓力表，p1 =245kpa , p2 = 245kpa ,試求兩容器中水面的高差 h。解：由 p1?p2?h 得，h?p1?p2 ?(245?145)?103pa?10.2m 1000kg/m3?9.8m/s2水壓機是由兩個尺寸不同而彼此連通的，以及置于缸筒內(nèi)的一對 活塞組成，缸內(nèi)充滿水或油，如圖示：已知大小活塞的面積分別為 a2, a1,若忽略兩活塞的質(zhì)量及其與圓筒摩阻的影響，當小活塞加 力f1時，求大活塞所產(chǎn)生的力 f2o解：由p1p2f

14、a得,f2?12 ?a2a1a2題2.3圖 題2.4圖題2.5圖2.6如圖示高h=1m的容器中，上半裝油下半裝水，油上部真空表讀數(shù)p1=4500pa ,水下部壓力表讀數(shù)p2=4500pa ,試求油的密度 ?解：由題意可得 pabs?pa?p1 , pabs?g hh?p2 223解得?p2?pabs?2 h?836.7kg/m3用兩個水銀測壓計連接到水管中心線上，左邊測壓計中交界面在 中心a點之下的距離為z,其水銀柱高度為h。右邊測壓計中交界面 在中心a點之下的距離為z+?z,其水銀柱高為h+?h o (1)試求？h 與？z的關(guān)系。(2)如果令水銀的相對密度為13.6, ?z=136cm 時,

15、求？h是多少？題2.6圖題2.7圖解：(1)分別取左邊測壓計中交界面為等壓面得，?pa?1h?2?pa ?p?(z?z)?p?(h?h)2a1?a解得？h 與？z 的關(guān)系為：?2?z?1?h(2)當？z=136cm 時，?h?2?z?10cm ?1給出如圖所示a、b面的壓強分布圖。題2.8圖解：4如圖示一鉛直矩形平板 ab如圖2所示，板寬為1.5米，板高 h=2.0米，板頂水深h1=1米，求板所受的總壓力的大小及力的作用 點。題2.9圖題2.10圖解：將坐標原點放在水面與直板延長線的交點，水平向右為o-x軸,豎直向下為o-y軸，建立直角坐標系 o-xy ,在y方向上h處取寬度為dh的矩形，作用

16、力df為df?hda?1.5?hdh在y方向上積分得總壓力f為h?h1h?h1 f?h df?h1.5?hdh?1.5?2(h?h1)2?h1?5.88?104n 2總壓力的作用點為hv?hdf fh?h1h1.5?h2dhf?2.167m解：建立坐標系o-xy ,原點在o點，ox垂直于閘門斜向下，oy沿 閘門斜向下，浸在水中的閘門上的作用力(不計大氣壓力)為f?hca?hbh? 2sin60?設(shè)壓力中心為d到ox軸的距離為zd ,則有bh3()?h0jcchc2hzd?zc?sin?zcasin60?2sin60?sin603sin 60()2sin60?sin60?當閘門轉(zhuǎn)動時，f與g產(chǎn)生

17、的合力矩與提升力t產(chǎn)生的力矩相等， 則有t(c?h)?bh2c2hh?c?(?)?gtan60?2sin60?sin60?3sin60?2tan60?則t大小為5【篇三：典型例 題-流體力學】1基本概念及方程?v/v?p/e5e?np0(p/p0?b)p為絕對壓強。當?shù)卮髿鈮何粗脴藴蚀髿鈮簆0?1.01325?10pa5代替。pap1?p0?g1/a?1.76325P2?p0?g2/a?3.01325?10p2/p0?105pa因p1/p0和p2/p0不是很大，可選用其中任何一個，例如，選用來計算體積彈性系數(shù)：e?np0(p2/p0?b)?2.1299?1099pa在工程實際中，當壓強不太高時，可取e?2.1?10?5pa?h/h?v/v?p/e?(p2?p1)/e?6,4827?h?604827?10?5?10h?3.2413?10?5m同樣，打開閥門2時，兩式相減并化簡得代入已知數(shù)據(jù)，得所以有2基本概念及參數(shù)因此【14】高速水流的壓強很低，水容易汽化成氣泡，對水工建筑物產(chǎn)生氣蝕。擬將小氣泡合并在一起，減少氣泡的危害?，F(xiàn)將 10個半徑門=0.1mm的氣泡合成一個較大的氣泡m小泡和大泡滿足的拉普拉斯方程分別是 x = r/r1 ,將已知數(shù)據(jù)代入上式，化簡得