《流体力学课后习题答案(孔珑编)中国电力出版社》由会员分享，可在线阅读，更多相关《流体力学课后习题答案(孔珑编)中国电力出版社（34页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第一章1-4解： 系统内水的总体积 ，水的体积膨胀系数 1/。38mVV0.5水温升高 时，水的体积膨胀量50T。3V8.2答：略1-6解：油的运动粘度 ，密度 ，则油的动7214.80ms 3678kgm力粘度 。46721.9Pa答：略1-7解：水的动力粘度 ，密度 ，则水的运动31.0Pas 39.4kgm粘度 。3621.m94答：略1-9解：如图示：在锥体表面距离定点处取一宽度为 的微圆环，则在xdx处的微圆环的半径 。由sinr牛顿粘性定律可得，微圆环所受到的摩擦阻力，2sind2dUrFAdxxh微圆环旋转时所需的微圆力矩为32sinddMrFx所以锥体旋转时所需的总力矩 334
2、coscoscos00 02in2sinddHH xMx34432intacscosH答：略1-10解：设轴承内轴旋转角速度为 ，所以由牛顿粘性定律可得，内轴表面所受的摩擦阻力 ，2DUbFAh内轴旋转的摩擦力矩324bM克服摩擦需要消耗的功率23DP所以内轴的圆周角速度313450.7819.7rads24.2b所以内轴转速 609.78.rpm21n答：略1-13解：润滑油的动力粘度 ，活塞表面所受的摩擦阻力 ，2()UVdLFAdLDh所以活塞运动所消耗的功率22dLVdPFD43223.1490.15.0.481064.KW(2.6)答：略第二章 流体静力学2-1解：在图中 12 等压
3、面处列平衡方程：， ，1AP2BHgh因为 ，所以 ，ABHg所以 44AB3Hg2.710(.9)0.2m68Ph答：略2-2解：如图示，分别在等压面 1-2，3-4处列平衡方程，213air1HO1Pgh224ir因为 ，12gPH煤 气airirair所以 air1ir2HO12air21212 12air-(-)(-)- -=+HOHOPghghhg 煤 气3-305.80.km（ ） 答：略2-3 解：如图示，在 1-2 等压面处列平衡方程 1AH2O1Pgh2a因为 ，12所以， ，AHO1aHg2=Ph所以 ag21-333035+.609.80-19.801=2.6KPa答：略
4、2-5解：如图示，设 A 点距1-2 等压面的距离为 ，1hB 点距 3-4 等压面的距离为 ，1-2 等压面距基准2h面的距离为 ，3h在等压面 1-2 处列平衡方程， 212AHO1Pgh在等压面 3-4 处列平衡方程， 234B-因为 ，所以 ，23HgPh22AHO1HOggh故 ，2HgABO12=-(+)又因为， ， ，所以135480-23-04212(-).hh所以， ，所以2HgABHO=(.)hPg2 53ABOg-.47194019.8240.9m()3.6-h（ （ ）答：略2-7解：有压力引起的压强 F224578=4609.Pa3.1Pd如图示，在等压面 1-2 处
5、列平衡方程，21aFoi1HOPgh2H因为 ，所以，12，2aFoiHOaHg=PghP所以 2 -23-2Foi1HO3g46059.+8.109.8150= =.39m6.答：略2-10解：如图示，1-1，2-2，3-3分别为等压面，设 2-2 面距 A-B 面的距离为，B 点到 3-3 面的距离为HBh在 1-1 等压面处列等压面方程 1A12Hg1+()oiPpghPh因为 ，所以 ，即23B-i A13BHg1()-()oi oipHphA13Hg1()oip在 3-3 等压面处列等压面方程得 ，所以3B2Hg2+(-)oiP-ABHg12-(-)()(.60-8)9.1605=1
6、39.05KPaoiph答：略2-14解：活塞的受力分析如图示，所以 22(-)-10%4eDdPF故 2 242 2-4(10%+)10341.78=9.8+=1.43KPa(0)eDdFP 答：略2-15解：当中间隔板受到的液体总压力为零时，隔板两侧的叶位高度肯定相等，且等于。在加速度 a 和 g 的作用h下，容器中液体处于相对静止状态，隔板两侧液体的等压面与水平面的夹角分别为 、 ，所12以 ，12tantang因为 ，即 ，所以121tthhll12hll21hl因为 ，所以12hagl21121()lhlagg答：略2-17解：（1）由题意得单位质量力， ，=0xfyf-zfga由于
7、容器中水处于相对静止状态，所以压强差微分方程为 (dd)(-)dxyzpffagz当 ， ，当 ， ，对方程两边同时积分得0zaphp，所以 ，-()aphgz-(-)a所以 3-10251.49.810.69KPaa（2）若 ，所以 ，即()aphgP-g-281msg（3）若 ，则 ，-a ()ahp即 -2310259.8=7.36msgh答：略作业存在的主要问题： 答题格式不规范，必须的公式、图表以及一些符号说明没有在答案中体现。 个别学生只列公式，不计算，直接将题后答案搬上去。甚至有同学将一道题的答案写在了两道题的结果上。 存在较为严重的抄袭现象。 书中答案未必正确，不要迷信书中结果
8、。流体力学作业 第二章 22-19解：如图所示，建立坐标系，设容器的旋转速度为 ，则在 ，0z容器开口处液面的表压0r220()rrpgzC又因为在顶盖开口处 ， 的表压 。所以有 z0pgh，所以 ，所以在 处容器液面的20rpgh20rgh0z压强公式为 ，20()r在容器顶部距中心 处取微圆环 ，则微圆环所受到的压力为d20()d2d(rFpArgh所以整个容器顶盖受到的总压力为 2 2230 022 200 0 0()d(d()dddr rrrghgh 2 224 24200()()86dgh 当 时，即0F22240()6rd所以， ，22 20()8drgh故 ，12209.154
9、.7rads3ghr 所以容器的转速为 60.2.7rpm2n222解: 设闸门宽为 ，长为 。1.2mb10.9L闸门和重物共重 10000N，重心距轴A 的水平间距为 。.3（1）求液体作用在闸门上的总压力F 11111(sini)(sin)22c LLghAHbgHb（2）总压力 F 的作用点 Dx3112CyDbLIxA（3）所以作用在 A 点处的力矩为2112(sin)3DLgHbMFx当闸门刚好打开时,有 ,即GMFL2112(sin)3GLgHbFL所以， 12 23310.0.9sinsin6.82m298GFLHgb228解：如图示，作用在上半球体上的压强左右对称，所以总压力
10、的水平分力为零。根据压力体的概念，上半球体的压力体如图阴影部分所示。垂直分力方向向上，其大小为 2314()()()ddFgVVg压 力 体 圆 柱 半 球33109.840.7KN242d233 解：如图所示：柱形体在液体中所受的水平分力合力为零，仅受竖直向上的浮力作用。浸没在上层流体（ ）中的柱体受到的浮力 ；111FgV浸没在上层流体（ ）中的柱体受到的浮力 ，所以柱形体2 22所受到的合力 ,方向竖直向上。121212()FgVgV220解：如图所示，建立坐标系，当系统静止时，圆筒内液面距底面，圆管内液面高度为 ,当系统1h1H转动时,圆筒内液面高度下降 ，h圆管内液面上升 ，根据流体
11、质量守恒定律可知， ，2214dhH即 ,21dhH当系统静止时，活塞底面处液面对活塞的压力等于活塞的重力，即。211()4dmgh当系统旋转时，液体压强的分布公式为 ，2()rpgzC当 ， 时， ，rR11zHh0即 ，可得2110()RgHhC,所以液体表压的分布公式为211()C22 2211 11()()() rRrRpgzgHhgzHh在活塞底面半径为 处取微元环 ，则作用在活塞表面（ ）的总rdr 0力为 11 12222 11000()dd ddrRFprgHhr1123 22100()dgHhrg1 124 221100()8dr Rg2422111()6Hhg因为作用在活塞
12、底面上的总压力 F 等于活塞的总重量，即 ，Fmg所以 ，所以242 2211 111()()6 4dg dRhgHh ，因为 ， ，所以221()RHd21d30n2212(8)306nRdg225解：设闸门宽为 ，则左侧水体作用在闸门上的总压力为b，其作用点位置2113cgHFhA 3311()()sin60sin601228iiCyD HbbIx右侧水体作用在闸门上的总压力为 222sin60i3chgbhFghAb其作用点位置 322 ()sin60512sin609iiCyD hbIhhxA当闸门自动开启时，力 和 对 O 点的力矩相等，即1F2，所以1122()()sin60sin
13、60DDHhFxxx112()()i iFx2 22353()()3sin60189sin60gbHgbhh3325()()189hH33215232()0.4()890.m2-30解: 如图示,用压流体求解竖直方向上的静水总压力 456701432()FgV2-32解：设闸门宽为 ，长为 。闸门和重物共重1.2mL20.9L10000N，重心距轴 A 的水平间距为 。以 AB 板为 X 轴建立3m坐标系，距 A 点 X 处取一微元 dx，则微元体的面积为 L1dx，微元体处的压强为 2(sini)apgHLx所以微元体所受到的压力为 121d(sini)daFpgHLxL该力对 A 点的力矩
14、 21(si)aMxx所以，整个水施加在闸门上的总力矩为 222100d(sini)dLLaMpgHLxLx2120(sin)si)dLapgHLgx2 210sinLx2 2321100(sin)iLLa xpgg23221(i)sinaH若闸门刚好能打开，则 MGL所以23221(sin)sinapgLgL3 32 21 12i(sin)(si)a agHpp 3212(sin)sinaLGgpL 320.9(10.3109.8sin6)125.0.9sin6. 32.2(10.3910.8sin60)125.1.sin6.第三章3-1解：流场的速度分布为 22i3jkxyz(1) 流动属于三维流动(2) 222d ()()()3xxxxyzvvvyxyxya zt32y同理可得：2 2d (3)()(3)9yyyyxzvvvyyya xzt2223()()
