工程流體力學(xué)復(fù)習(xí)題答案

PAGEPAGE27第1章緒論1.1解：1.2解：當(dāng)時(shí)，此處的流速梯度為當(dāng)時(shí)，此處的流速梯度為1.3解：1.4解：充入內(nèi)外筒間隙中的實(shí)驗(yàn)液體，在外筒的帶動(dòng)下做圓周運(yùn)動(dòng)。因間隙很小，速度可視為近似直線分布，不計(jì)內(nèi)筒端面的影響，內(nèi)桶剪切應(yīng)力由牛頓內(nèi)摩擦定律推得：作用于內(nèi)筒的扭矩：1.5解：體積壓縮系數(shù)：（負(fù)號(hào)表示體積減少）手輪轉(zhuǎn)數(shù)：1.6解：，即比增加了3.5％。1.7解：測(cè)壓管內(nèi)液面超高：當(dāng)測(cè)壓管你液面標(biāo)高5.437m時(shí)，若箱內(nèi)盛水，水箱液面高程為：若箱內(nèi)盛水銀，水箱液面高程為：1.8解：當(dāng)液體靜止時(shí)，它所受到的單位質(zhì)量力為。當(dāng)封閉容器自由下落時(shí)，它所受到質(zhì)量力除向下的重力G＝mg外，還有與重力加速度方向相反（即向上）的慣性力F＝－mg，所以其單位質(zhì)量力為1.9解：同理可求：水平方向（法向）的單位質(zhì)量力為：則A點(diǎn)處單位質(zhì)量力為：與水平方向夾角為：1.10解：體積膨脹系數(shù)：或：積分：所以，膨脹水箱的最小容積為：1.11答：運(yùn)動(dòng)粘度——切應(yīng)力——體積模量——表面張力系數(shù)——?jiǎng)恿俊Α?.12答：=1\*GB3①（歐拉數(shù)）=3\*GB3③=4\*GB3④（韋伯?dāng)?shù)）1.13解：由已知條件可將溢流堰過流時(shí)單寬流量q與堰頂水頭H、水的密度ρ和重力加速度g的關(guān)系寫成下面的一般表達(dá)式：其量綱公式：根據(jù)量綱一致性原則：：：：解得：令（即堰流流量系數(shù)），得堰流單寬流量計(jì)算公式：1.14解：根據(jù)題意已知列出水泵輸出功率與有關(guān)的物理量的關(guān)系式：由于用瑞利法求力學(xué)方程，有關(guān)物理量不能超過4個(gè)，當(dāng)有關(guān)物理量超過4個(gè)時(shí)，則需要?dú)w并有關(guān)物理量，令寫出指數(shù)乘積關(guān)系式：寫出量綱式：以基本量綱（、、）表示各物理量量綱：根據(jù)量綱和諧原理求量綱指數(shù)：：：：得：，，整理方程：令K為試驗(yàn)確定的系數(shù)：1.15解：列出有關(guān)物理量的關(guān)系式：取，，為基本量，，：：：：得：，同理可得：：解得：，，，即：第2章流體靜力學(xué)2.12.2得D=28.3cm2.3解：（1）（2）水柱高2.4解：2.5p0=100.94kN/m22.6pc=2.45kN/m22.78153kN/m22.8解：＝＝＝34.65282.9264.56kPa2.10ρ=4.59×103kg/m3H不用求出2.11pA/ρg=140.5mH2O,pC/ρg=142.8mH2O,pB/ρg=4.5mH2O,pD/ρg=4.5mH2O2.12解：靜水總壓力：或：合力作用點(diǎn)距A點(diǎn)的距離：壓力中心至閘門底邊的距離：或：壓力中心的位置：：2.13題目難于理解，不用求2.142.15解：受力示意圖：（1）力（2）對(duì)o點(diǎn)的矩P1的矩：P2至壩趾的斜距：P2的矩：2.16解2.17解：2.18解：水平分力：鉛直分力：2.19解：解法一：水平分力：鉛直分力：解法二：水平分力：鉛直分力：其余同解法一。2.20解：設(shè)為油頂部以上油柱的高度。水平分力：鉛直分力：與水平面的夾角：P距O點(diǎn)的矩：由，得：第3章流體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)3.1解：3.2解：（1）（2）二元流動(dòng)（3）恒定流（4）非均勻流3.3解：3.4解：3.5解：（1），，（2），3.6解：d=1.02m3.7解：以過A點(diǎn)的水平面為基準(zhǔn)面，則可以看出：，水將從B點(diǎn)流向A點(diǎn)。水頭損失為：3.8解：3.9解：以過2—2斷面渠底處的水平面為基準(zhǔn)面0—0，對(duì)1—1和2—2過水?dāng)嗝媪心芰糠匠蹋?.10解：（1）對(duì)1－1和2－2列能量方程：閥門關(guān)閉時(shí)：得：閥門開啟時(shí)：（2）3.11解：3.12解：以過管軸線的水平面為基準(zhǔn)面0—0，對(duì)1—1和2—2列能量方程：3.13解：集流器外大氣中取斷面1－1與玻璃管處斷面2－2列伯努利方程3.14解：3.15解：對(duì)1－1和2－2列能量方程:3.16解：對(duì)1-1和2-2列能量方程：對(duì)1-1和2-2列動(dòng)量方程：3.17解：X方向：Y方向：3.18解：列水平方向的動(dòng)量方程：答：每個(gè)閘墩所受的水平推力為98.2kN，方向水平向左。3.19解：對(duì)1－1和2－2列能量方程：對(duì)1－2之間的水體列動(dòng)量方程：方向：方向：則：與水平方向夾角：3.20課堂上已經(jīng)講解：；3.21解：（1）取1－1、2－2斷面之間水體為脫離體，如圖所示取、坐標(biāo)軸。由于1－1、2－2斷面在同以水平面上，因此位置相同，又壓強(qiáng)均為大氣壓強(qiáng)（相對(duì)壓強(qiáng)）。故能量方程可得。由于葉片對(duì)稱方向無作用力，設(shè)葉片對(duì)脫離體的作用力為，寫方向的動(dòng)量方程所以由上式可知：因?yàn)?，時(shí)，則（2）平板時(shí)，所以則此時(shí)可見，曲面葉片上受到的最到作用力為平板所受作用力的2倍，這也是水力機(jī)械葉片為什么做成曲面葉片的原因。（3）當(dāng)彎曲葉片以速度向右移動(dòng)時(shí)，前面表達(dá)式應(yīng)該改成：3.22解：取漸變流1－1和C－C斷面以及液流邊界所包圍的封閉曲面為控制面，作用在控制面上的表面力有兩漸變流過水?dāng)嗝嫔系膭?dòng)水壓力和，閘門對(duì)水流的作用力以及渠底支撐反力。質(zhì)量力有重力。在方向建立恒定總流動(dòng)量方程式中；（連續(xù)性方程）取則因水流對(duì)閘門的沖擊力R與R’為一對(duì)作用力與反作用力，故令又故R有極大值，為：3.23解：由于管軸對(duì)稱，列x向的動(dòng)量方程：第4章流動(dòng)阻力與水頭損失4.1解：輸入水時(shí)：屬于紊流。輸入油時(shí)：屬于層流。解：當(dāng)T=20°C時(shí)，查表ν=15.7×10-6m2/s由解：當(dāng)T=20°C時(shí)，查表ρ氣=1.205kg/m3所以為紊流解：4.5解：查表：查莫迪圖：4.6解：（1）（2）由達(dá)西公式得：（3）是紊流。解：當(dāng)T=20°C時(shí)，查表ν=1.011×10-6m2/s查莫笛圖4.8解：由于新管在水力光滑區(qū)：而舊管在水力粗糙區(qū)：即：在水力光滑區(qū)：可初步推出：4.9解：假設(shè)處在紊流粗糙區(qū)，ν=1.31×10-6m2/s利用公式驗(yàn)算，處在紊流粗糙區(qū)，假設(shè)成立4.10解：解：解：列煙囪底部和出口斷面的以相對(duì)壓強(qiáng)表示的氣流的能量方程：其中：代入式中，得出H=27m.解：欲使流量隨管長(zhǎng)的增加而減少，只有：即時(shí)流量隨流程的增加而減少解：列能量方程得：4.15解：設(shè)突擴(kuò)前后的沿程損失忽略不計(jì)，列能量方程，知：得出ξ=2.544.17解：（1）當(dāng)管為兩級(jí)放大時(shí)：要使所產(chǎn)生的局部水頭損失最小，必須滿足下列條件：即：滿足時(shí)，兩級(jí)擴(kuò)大的局部水頭損失最小。（2）兩級(jí)擴(kuò)大時(shí)：一級(jí)擴(kuò)大時(shí)：故4.18解：增加了7.6%第五章孔口、管嘴出流及有壓管流5.1解：，，，5.2解：（1）（2）（3）解：（1）取，（2）（3）5.4解：（1）5.5解：設(shè)孔口收縮斷面的平均流速為v，t為流體質(zhì)點(diǎn)由收縮斷面到墻頂所經(jīng)過的時(shí)間，則解得：在不計(jì)射流經(jīng)過小孔口的水頭損失時(shí)，所以5.7解：吃水深度：恒定出流：當(dāng)體積時(shí)，為極限狀態(tài)。則按大孔口計(jì)算時(shí)：按小孔口計(jì)算時(shí)：5.8解：首先列水池水面和出口處能量方程：阻力系數(shù)查表，根據(jù)流量求出速度，從而求出管徑。列收縮斷面和出口