工程流体力学课后习题参考答案周云龙洪文鹏教材版Word文档格式.docx
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m2
N
kW
1-13
1-14
1-15m2
1-16m2
r/min
1-17
1-18由1-14的结果得
N·
m
1-19
1-20mm
1-21mm
二、流体静力学
2-1
kPa
2-2
2-3
且
（a）
（b）
（c）
2-4设A点到下水银面的距离为h1，B点到上水银面的距离为h2
即
2-5kg/m3
2-6
2-7
（1）
2-8设
cm
2-9
（1）
2-10
2-11
整理得
2-12
2-13
2-14
2-15
整理：
2-16设差压计中的工作液体密度为
2-17
2-18
2-19
（1）
2-21设油的密度为
对A点取矩
m（距A点）
2-22设梯形坝矩形部分重量为
，三角形部分重量为
（kN）
kN·
<
稳固
2-23
总压力F的作用点到A点的距离
由
2-24
2-25
m（距液面）
2-26
（距液面）
或
m（距C点）
2-27第一种计算方法：
设水面高为
m，油面高为
m；
水的密度为
，油的密度为
左侧闸门以下水的压力：
右侧油的压力：
左侧闸门上方折算液面相对压强：
则：
由力矩平衡方程（对A点取矩）：
解得：
第二种计算方法是将左侧液面上气体的计示压强折算成液柱高（水柱高），加到水的高度
中去，然后用新的水位高
来进行计算，步骤都按液面为大气压强时计算。
闸门左侧所受压力：
作用点：
闸门右侧所受压力：
由力矩平衡方程：
（对A点取矩）
2-28
2-29C点的测压管水面的距离
2-30A点：
B点：
2-31
2-32
m3
2-33
（1）
2-34
（1）
kN
2-35
（1）
（2）设在外载荷的作用下，室内的水面又升高了
解得
三、流体动力学基础
3-1
3-2
3-3
3-4
积分得
时，过P（-1，-1）点，
，流线方程为
3-5
3-6
3-8
（1）连续
（2）连续（3）不连续（4）连续
3-10
3-11
3-122m/s
3-131.5m
3-1462mm
3-150.17m
3-16231cm2
3-17
（1）12600Pa
（2）-29400Pa
3-18设水箱液面为0-0，管道入口截面为1-1，管道最高处截面为2-2，管道出口截面为3-3
m3/s
，
Pa，
代入数据得
mm
3-1923.52kPa
3-201.08m/s
3-210.0243m3/s
3-22
设水银差压计左端入口压强为
，则
得
代入数据解得
3-23
3-24
m，
比较
，所以不发生汽化的最大直径为
3-253.89m3/s
3-266663.68N
3-270.0028m3/s
3-29设水深为2m处过流断面为1-1，水深1.5m处过流断面为2-2，取1-1、2-2及水面和固体边界为控制面。
控制面内的水体沿水平方向受到的外力有：
底坎对水流的反作用力
；
水流作用在断面1-1和2-2上的压力
动量修正系数
。
则沿流向建立动量方程得：
所以：
——————（a）
1-1和2-2均为缓变流过水断面，故
在1-1和2-2列伯努利方程：
——————（b）
又由连续性方程：
代入（b）式解得：
所以，
将已知数代入（a）式得：
是
的反作用力，故
的大小为22406.86N，方向水平向右。
四、不可压缩流体的有旋流动和二维无旋流动
4-1
（1）无旋
（2）有旋
（3）无旋（4）有旋
4-2
（1）不存在势函数也不存在流函数
（2）改为
这样既存在势函数也存在流函数
4-3
（1）
4-5
4-6
（1）
4-7
4-82m3/s
4-9
4-101.2m/s
五、不可压缩流体二维边界层概述
5-50.98m3/s
5-687.09m/s
5-1397.86kW
5-1414.36kW
5-1513N
六、黏性流体的一维定常流动
6-1
层流
L/s
6-2
（1）
紊流
6-3
其中
6-4
6-5
m油柱
6-6
查莫迪图：
mH2O
6-7
保持层流
6-8
6-9设水箱A的液面为1-1，水箱B液面为2-2
————
（1）式
其中：
设入口局部阻力系数为
，弯头为
，突扩为
（对应于前面的速度），突缩为
（对应于后面的速度），阀门为
，出口为
代入
（1）式，解得
6-10
查莫迪图
m空气柱
kg/m3
6-11
m/s，
6-12设水箱液面为1-1，管道入口截面为A-A，管道出口截面为2-2
————
（2）式
（1）和
（2）式联立，解得
当
m时，
由
（1）式：
与
无关
6-14
（1）
m原油柱
6-15设圆管直径为
，损失为
正方形边长为
由于断面面积相等，即
（1）层流，所以
（2）在紊流粗糙区，
只与
有关，所以
6-16设水箱液面为0-0，喷嘴出口截面为3-3
入
+
门
扩
嘴
）
6-17设封闭油箱液面为1-1，开口油箱液面为2-2
（
入+
弯+
出）
6-18设水箱液面为1-1，管子出口为2-2，弯头局部阻力系数为
，阀门为
6-19设上游水箱液面为1-1，下游水箱液面为2-2
出
6-20设水箱液面为1-1，管道出口截面为2-2
6-21设水箱液面为1-1，泵入口前截面为2-2
阀）
6-22设烟囱底部截面为1-1，烟囱顶部截面为2-2
6-23设烟囱底部截面为1-1，烟囱顶部截面为2-2
6-24
理论值
6-27设水箱液面为1-1，管道出口截面为2-2
入）
6-28将
代入
——————
（1）
将
的公式得
——————
（2）
假设
6-29由伯努利方程得
，即
设
若
6-30设自由液面为1-1，高于自由液面3米处管道截面为2-2
向上流动：
则
向下流动：
6-31设水箱液面为0-0，管道出口截面为3-3
缩
阀
6-32
又
6-33
七、气体一维高速流动
7-9
7-10设飞机飞过地面观察者的水平距离为
时，才能听到声音
km则时间为
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