《流体力学与流体机械习题参考答案1》由会员分享，可在线阅读，更多相关《流体力学与流体机械习题参考答案1（31页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、高等学校教学用书流体力学与流体机械主讲：陈庆光中国矿业大学出版社张景松编.流体力学与流体机械,徐州：中国矿业大学出版社，（重印）删掉的题目：1-14、2-6、2-9、2-11、2-17、3-10、3-19、4-5、4-13流体力学与流体机械之流体力学第一章流体及其物理性质1-8m3的容器中装满了油。已知油的重量为12591N。求油的重度和密度解:125919.8 1.5856.5kg/m3;g 8394N/m 31-11面积A 0.5m2的平板水平放在厚度h10mm的油膜上。用F4.8N的水平力拉它以U 0.8m/s速度移动（图1-6）。若油的密度3856kg/m 。求油的动力粘度和运动粘度解
2、：所以,F29.6N/m2 , A0.12Pag5,_ _420.12/856 1.4 10 m /s1-12重量G 20N、面积A0.12m2的平板置于斜面上。其间充满粘度0.65Pags的油液（图1-7）。当油液厚度h8mm时。问匀速下滑时平板的速度是多少图17国1-12图解：FGsin20o6.84N,F57Pags,A因为U”可0.7m/s1-13直彳5d50mm的轴颈同心地在D50.1mm的轴承中转动（图1-8）。间隙中润滑油的粘度0.45Pags。当转速n950r/min时，求因油膜摩擦而附加的阻力矩M。图18题人】图解：将接触面沿圆柱展开,接触面上的相对速度为:接触面间的距离为:
3、接触面之间的作用力:则油膜的附加阻力矩为:可得接触面的面积为:dLdu2Dd20.050.10.016m2d2n2.49m/s2600.05mmduAdyA-358.44NuF28.9Ngm1-14直径为D的圆盘水平地放在厚度为h的油膜上当驱动圆盘以转速n旋转时，试证明油的动力粘度与驱动力矩M的关系为:960hM24nD证明:n一,v30nrr30dA2rdr,dFvdAh2nr2dr15hdFr23nrdr15hD/22nr3dr015h24nD960h所以:960hM24nD第二章流体静力学2-5试求潜水员在海面以下50m处受到的压力。海面上为标准大气压，海水重度9990N/m3。55解：
4、PPah110999050610Pa2-6开敞容器，盛装2i两种液体，如图2-27所示，求：在下层液体中任点的压力；1和2两测压管中的液面哪个高些？哪个和容器内的液面同高？为什么？券2-27理工S明解：PPaihi2h2其中，hi为上层液体的深度，h2为下层液体中任一点距离分界面的距离。测压管1的液面高些，与容器的液面同高。管1中的流体与容器中上层流体为同一种流体，并相互连通，根据等压面的性质，对于同一种流体并连通时，任一水平面为等压面，即管1中的液面与容器内的液面等高。划交界面的延长线，并与管2相交，根据等压面的定义可知，这是一个等压面：p1h12hQ21h1h2-7如图2-28所示白双U形
5、管，用来测定重度比水小的液体的密度。试用液柱高度差来确定位置液体的密度。（管中的水是在标准大气压下，4oC的纯水）解：W7K(h4h3)h艮】金-瑞黑工7图1)Pa水(hlh2)(hh3h2)2)将1)式代入2)式得：水(%h2hhhu)hih2-huh3h2hhh2hih2h3h4水ghhh22-9某地大气压为101325N/m2。求：绝对压力为202650N/m2时的相对压力及水柱高度；相对压力为8m水柱时的绝对压力；绝对压力为78066N/m2时的真空度。解：P相202625101325101325N/m2,水h巳目，所以，h10.34mP相水h8104N/m2,所以，P181325N/
6、m真空度1013257806623259N/m22-10用两个U行管串联在一起去测量一个贮气罐中的气体的压力，见图2-30所示。已知上80cm,h270cm,h380cm,大气压为101325N/m2,汞=1.3332105N/m3,气柱重力可略去，求罐内气体的压力等于多少。解：2汞hi所以：Pa汞h3所以：P气Pa因工却题人10图油，Pa汞h3水(h h2)水h2汞（hi h3）水 h2 307637N/m2-11两根水银测压管与盛有水的封闭容器连接，如图2-31所示。已知hi 60cm ,h2 25cm, h3 30cm ,试求下面测压管水银面距自由液面的深度h4图241耙11国解：B水h
7、iP.汞h2Po水h42汞h3所以：P0汞h2水hl水h4Pa汞h3日二DI.汞(h3h2)水hi所以：h4128cm水油的重度2-12封闭容器内盛有油和水，如图2-32所示。油层厚hi30cm,油=8370N/m3,另已知h250cm,h40cm,试求油面上的表压力。81232电2-12图解：P0油水h2汞（hih2h）,P045709N/m2-14如图2-34所示，欲使活塞产生F7848N的推力，活塞左侧需引入多高压力pi的油？已知活塞直径di10cm,活塞杆直径d23cm,活塞和活塞杆的总摩擦力等于活塞总推力的10%,活塞右侧的表压力P29.81104N/m2.R2-34蜴2-14KI解
8、：田一d12F2（d12d；）（110%）7848N,解得：P9.98105N/m2442-16如图2-36所示，无盖水箱盛水深度h1m,水箱宽度b1.5m,高H1.2m,若l3m,试求：水箱的水保持不致溢出时的加速度a;以此加速度运动时，水箱后板壁所受的总压力。冕246ft2-16aHho解：blh(hH)bl/2,h0.8m,0.13,a1.31m/s2由压力分布公式可得：pPo(aygz)在水箱后壁板，y将其带入上式并对水箱后壁板进行积分:APdAp0dAAa (a2gz)dAPoAPoAPoAPoAAPoAPo (al2 hbal(H 2bHal 2-A22 l(H h2gz)bdzh
9、 h) g(Hb 2(H 2Hh)2h). glH2-A(H 2h)h)22h)h2H两边的大气压正好相抵，即： P PcAA SgdN2-17贮水小车沿倾角为的轨道向下做等加速运动，设加速度为所示。求水车内水面的倾角。a ,如图2-37图2-37地2-17图tan解：在自由液面上建立直角坐标系，以水平方向为x轴，向右为正向，竖直方向为y轴，向上为正向。作用在液体上的单位质量力为：XacosYgasinZo根据压强差平均微分方程式：dP(XdxYdyZdz)在液面上为大气压强，dP。，代入压强差平均微分方程式，可得:acosdxgdyasindyo,dx asin gacos,acosarct
10、angasin2-18尺寸为bcl的飞机汽油箱如图2-38所示，其中所装的汽油为邮箱油量的三分之一。试确定下面两种情况下飞机作水平等加速飞行时的加速度a各是多少？2 38 S 2-18 0解：blc/3hcl/2,所以，h2b/3,得:gc3c2b g3c13g23.27m/s1 2a一当1,5, g c/2 c c图39贬2-19图Dblc/3(cc/2)lb/2,所以，cc/6,/,2a1.5g14.7m/s2-19在一直径d300mm,高度H500mm的圆柱形容器中，注水至高度h1300mm,使容器绕垂直轴作等角速度旋转，如图2-39所示。试确定使水之自由液面正好达到容器边缘时的转速n1
11、求抛物面顶端碰到容器底时的转速电，若此时容器停止旋转，水面高度h2将为若干？2g2 2 rz H ,所以,2g1J2gh18.66rad/s,彳nn30178.3r/minr13072gH20.87rad/s,得n199.3r/min容器中剩余水的体积为：21221rH-rHrh2,所以，h2H,所以，h2250mm22第三章流体运动学3-9直径D1.2m的水箱通过d30mm的小孔泄流。今测得水箱的液面在1s内下降了0.8mm。求泄流量Q和小孔处的平均速度v。-1c1O，解：Q-D2h-1.220.81030.9L/S,441因为：Q一dv,所以，v1.27m/s43-10密度840kg/m3
12、的重油沿d150mm的输油管流动。当质量流量Qm50kg/h时，求体积流量Q和平均速度v0Q2312解：Q5,9510m/h,因为：Q-dv,所以，v3.367m/h43-11大管d1150mm和小管d2100mm之间用一变径接头连接。若小管中的速度v23m/s,求流量Q和大管中的平均速度v1。1 1c,解：Q-d2V20.024m/s,Q一d1V1,所以，v11.33m/s。4 43-12已知某不可压缩平面流动中，Ux3x4y。Uy应满足什么条件才能使流动连续？解：要使流动连续，应当满足工占0,工3上，xyxy所以，Uy3yf(x)3-14二元流动的速度分布为Uxtx;Uyty。则(1)求势
13、函数和流函数；(2)当t1时，作出通过点(1,1)的流线。解：（1）由连续性方程可知Uxx%tt0,满足连续条件，流函数存在。y由流函数的定义可知:Uxtx,3-15(1)(2)(3)一Uytyxddxdyxy所以，2txyc由无旋条件知:由势函数的定义可知:uydxuxdytydxtxdy01Ux-(2yUxddxdyUxdxUydyxyo,满足无旋条件，势函数存在。txdx所以，；x2|y2c（2）流函数UxdyUydx0,积分得:一Uytyytydy2txyc因为，t1时，通过（1,1）点，所以，c2,此时的流线方程为xy1判断下列流动是否满足不可压缩流动的连续性条件。若满足，求出流函数。UxUxUxaxb;Uyxy；Uy2y2x；ayxy；uyc(a,
