湖北工業(yè)大學(xué)流體力學(xué)作業(yè)答案解析版

.4/41、已知油的重度為7800N/m3,求它的密度和比重。試求0.2m3已知：γ＝7800N/m3；V＝0.2m3解析：<1>油的密度為；油的比重為<2>0.2m32、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已知：V＝5.0m3,p1＝1.0×105Pa,p2＝5.0×105Pa,ΔV＝1L解析：由<1－9>和<1－10>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〔2,1,4和時間t=3s時的速度、加速度。解：代入點〔2,1,4和時間t=3,得速度值為代入點〔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,水的運動粘性系數(shù)ν=1.52×10-6m2/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ρ=850kg/m3,運動粘性系數(shù)ν解：50C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p1＝105kPa,當(dāng)?shù)卮髿鈮毫閜a=98.1kPa,A點在水面下6m,試求：<1>A點的相對壓力；<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b＝2m,設(shè)水深h＝8m,試求作用在閘門上的靜水總壓力及其對端點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。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點的距離為靜水總壓力對端點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=0.2mU1=2m/sd2=0.05m根據(jù)連續(xù)方程,有(所以U2=d12*U1/d22=32m/sm=ρQ=ρ(2．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=1\*GB3①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=1\*GB3①處所需的相對壓強。解：d1=10mm=0.01mA1=<0.01/2>2*3.14=7.85e-5m2.d2=5mm,A2=A1/4=1.92e-5m2因為U2=18m/s,根據(jù)連續(xù)方程U2*A2=U1*A1U1=18/4=4.5m/s。根據(jù)伯努利方程有U1所以U而=2\*GB3②端壓力為空氣大氣壓,相對壓強為0。所以[〔182-4.52/2+9.8*3.6]*1000=P1=1.87×105Pa3．3－32高壓水管末端的噴嘴如圖,出口直徑d＝10cm,管端直徑D＝40cm,流量Q＝0.4m3解：<1>由流量計算式,得<2>列噴嘴進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①處管徑d1＝250mm,截面②處管徑d2＝150mm,①、②兩截面高差為2m,①截面壓力p1＝120kN/m2,壓頭損失不計。<1>如水向下流動,②截面的壓力及水銀壓差計的讀數(shù)；<2>如水向上流動,②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①、②兩截面間的伯努利方程,基準面取在②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d＝6cm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.水平放置的毛細管粘度計,內(nèi)徑d=0.5mm,兩測點間的管長L=1.0m,液體的密度ρ=999kg/m3,當(dāng)液體的流量qv=880mm3/s時,兩測點間的壓降△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μ=πR4?p8q由于Re=42.鐵皮風(fēng)管直徑d＝400mm,風(fēng)量Q＝1.2m3/s,空氣