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1、流体力学答案1-6当空气温度从增加至时，值增加，容重减少，问此时值增加多少？1-7图示为一水平方向运动的木板，其速度为，平板浮在油面上，油深，油的，求作用于平板单位面积上的阻力？ 1-9一底面积为，高为的木板，质量为，沿着涂有润滑油的斜面等速向下运动，已知，求润滑油的动力粘滞系数？ 1-10一个圆锥体绕其铅直中心轴等速旋转，锥体与固定壁的间距为1mm，全部为润滑油充满，0.1Pa.s ，当旋转角速度16s1，锥体底部半径R0.3m,高H0.5m时，求：作用于圆锥的阻力矩。解： 取微元体， 微元面积： 阻力矩为： 阻力： 阻力矩1-14图示为一采暖系统图，由于水温升高引起水的体积膨胀，为了防止管
2、道及暖气片胀裂，特在顶部设置一膨胀水箱，使水的体积有自由膨胀的余地，若系统内水的总体积，加热前后温度差，水的热胀系数，求膨胀水箱的最小容积？因为 所以 锅炉散热片膨胀水箱2-2在封闭管端完全真空的情况下，水银柱差，求盛水容器液面绝对压强及测压管中水面高度？2-6封闭容器水面的绝对压强，当地大气压强，试求（1）水深的A点的绝对压强和相对压强？（2）若容器水面距基准面高度，求A点的测压管高度和测压管水头。并图示容器内液体各点的测压管水头线；（3）压力表M和酒精（）测压计的读数值？（1）（2）（3）2-8已知水深，水银柱高度，大气压强水银柱，连接橡皮软管中全部都是空气，求封闭水箱水面的绝对压强及真空
3、度？将1.2m的水柱高度换算为水银柱高度为：则水面的绝对压强为：2-14.封闭不水箱各测压管的液面高程为：，问为多少？ 2-19在水管的吸入管1和压出管2中装水银压差计，测得，问水经过水泵后，压强增加多少？若为风管，则水泵换为风机，压强增加为多少?(1)(2)2-23一直立煤气管，在底层测压管中测得水柱差，在高处的测压管中测得水柱差，管处空气容重，求管中静止煤气的空重？煤气H2-30密闭方形柱体容器中盛水，底部侧面开的矩形孔，水面绝对压强，当地大气压强，求作用于闸门的水静压力及作用点？2-34. 封闭容器水面的绝对压强，容器左侧开一2*2米的方形孔，复以盖板AB，当大气压时，求作用于此盖板的水
4、静压力及其作用点？解: 2-36.有一圆滚门,长度,直径,上游水深,下游水深,求水作用于圆滚门上的水平和铅直分压力? 3-4. 设计输水量为的给水管道，流速限制在之间。试确定管道直径，根据所选的直径求流速，直径规定为的倍数。：因为流速限制在之间，故A的范围为：，即之间，则d取300mm此时，实际流速为3-8空气流速由超音流速过渡到亚音速时，要经过冲击波。如果在冲击波前，风道中流速，密度，冲击波后，速度降低至，求冲击波后的密度？3-9管路由不同直径的两管前后相接所成，小管位直径，大管直径。水在管中流动时，A点的压强，B点的压强，B点的流速。试判断水在管中流动方向，并计算水流经两断面间的水头损失。
5、以A断面的管轴为基准面计算各断面的单位能量。 由A流向B 3-10油沿管线流动，A断面流速为，不计算损失，求开口C管中的液面高度？通过B断面中心作基准面，写A、B两断面的能量方程。3-12用水银比压计量测管中水流，过断面中点流速如图，测得A点的比压计读数水银柱（1）求该点的流速；（2）若管中流体是密度的油，仍不变，该点流速为若干？不计损失。当管中通过水时当管中通油时，3-17一压缩空气罐与文丘里式引射管联接，为已知，问气罐压强多大才能将将B池水抽出。写1、2断面的能量方程又写气罐及出口断面的能量方程代入上式所以3-19. 断面为0.2m2和0.1m2的两根管子所组成的水平输水系从水箱流入大气中
6、，(1)若不计损失，(a)求断面流速v1和v2；(b)绘总水头线和测压管水头线，(c)求进口A点的压强。(2)计入损失，第一段为，第二段为，(a)求断面流速v1和v2，(b)绘总水头线及测压管水头线，(c)根据水头线求各段中间的压强,不计局部损失。解：（1）列0-0面和出口的能量方程，则求A的压强，则A处的流速水头为A处的测压管水头为4-1=3m总水头线和测压管水头线如左图示。（2）列0-0面和出口的能量方程，则由连续性方程：1段的中点：代入数据，计算得：2段的中点：代入数据，计算得：各段的损失为：两段的流速水头分别为：在计损失的情况下总水头线和测压管水头线如上图示。3-24. 图为一水平风管
7、，空气自断面流向断面。已知断面的压强水柱，断面的压强水柱，空气密度，求两断面的压强损失。3-28高压管末端的喷嘴如图。出口直径，管端直径，流量，喷嘴和管以法兰盘连接，共用12个螺栓，不计水和管嘴的重量，求每个螺栓受力多少？代入沿轴向写动量方程每个螺栓受力4-3.有一圆形风道，管径为，输送的空气温度为，求气流保持为层流时的最大流量。若输送的空气量为，气流是层流还是紊流？（1）时，空气的（2）故为紊流。4-6. 设圆管直径，管长输送的石油，动动粘滞系数，求沿程损失。 故为层流4-9. 油的流量，流过直径的细管，在长的管段两端接水银压差计，读数，油的密度，求油的和值。设为层流 即验证：故为层流，假设
8、正确。4-17. 某管径的圆管,测得粗糙区的,试分别用图4-14和式4-6-4,求该管道的当量糙粒高度K。（1）由图4-14 由 （2） 4-21. 如管道的长度不变，通过的流量不变，欲使沿程水头损失减少一半，直径需增大百分之几？试分别讨论下列三种情况：（1）管内流动为层流（2）管内流动为光滑区（3）管内流动为粗糙区解:因为且管长和流量都保持不变所以：（1）层流时，（2）光滑区时，（3）粗糙区时，4-24为测定弯头的局部损失系数，可采用图所示的装置，已知AB段管长，管径，实测数据为（1）AB两断面测压管水头差。（2）经2分钟流入量水箱的水量为。求弯头的局部损失系数。4-29. 一水平放置的突然
9、扩大管路，直径由d1=50mm扩大到d2=100mm，在扩大前后断面接出的双液比压计中，上部为水，下部为容重的四氯化碳，当流量时的比压计读数，求突然扩大的局部阻力系数，并与理论计算值进行比较。解：理论值：实际值的计算：从1到2的损失为第八章 绕流运动1.描绘出下列流速场解：流线方程： （a），代入流线方程，积分：直线族（b），代入流线方程，积分：抛物线族（c），代入流线方程，积分：直线族（d），代入流线方程，积分：抛物线族 （e），代入流线方程，积分：椭圆族（f），代入流线方程，积分：双曲线族（g），代入流线方程，积分：同心圆（h），代入流线方程，积分：直线族（i），代入流线方程，积分：抛物线
10、族（j），代入流线方程，积分：直线族（k），代入流线方程，积分：直线族（l），由换算公式：，代入流线方程积分：直线族（m），代入流线方程积分：同心圆2.在上题流速场中，哪些流动是无旋流动，哪些流动是有旋流动。如果是有旋流动，它的旋转角速度的表达式是什么？解：无旋流有：（或）（a），（f），（h），（j），（l），（m）为无旋流动，其余的为有旋流动对有旋流动，旋转角速度：（b） （c） （d） （e）（g） （i） （k）3.在上题流速场中，求出各有势流动的流函数和势函数。解：势函数流函数（a）（）（积分；路径可以选择）（d）积分路径可以选（e）取为则积分路线可选其中（g）积分路径可以选（L）积
11、分路径可以选 其中均可以用上图作为积分路径图4.流速场为，时，求半径为和的两流线间流量的表达式。解： 5.流速场的流函数是。它是否是无旋流动？如果不是，计算它的旋转角速度。证明任一点的流速只取决于它对原点的距离。绘流线。解： 是无旋流 即任一点的流速只取决于它对原点的距离流线即用描点法：（图略）6.确定半无限物体的轮廓线，需要哪些量来决定流函数。要改变物体的宽度，需要变动哪些量。以某一水平流动设计的绕流流速场，当水平流动的流速变化时，流函数是否变化？解：需要水平流速，半无限物体的迎来流方向的截面A，由这两个参数可得流量。改变物体宽度，就改变了流量。当水平流速变化时，也变化7.确定朗金椭圆的轮廓
12、线主要取决于哪些量？试根据指定长度，指定宽度，设计朗金椭圆的轮廓线。解：需要水平流速，一对强度相等的源和汇的位置以及流量。驻点在处，由得椭圆轮廓方程：即：8.确定绕圆柱流场的轮廓线，主要取决于哪些量？已知，求流函数和势函数。解：需要流速，柱体半径 9.等强度的两源流，位于距原点为的轴上，求流函数。并确定驻点位置。如果此流速场和流函数为的流速场相叠加，绘出流线，并确定驻点位置。解：叠加前当 驻点位置叠加后流速为零的条件：解得：即驻点坐标：10.强度同为的源流和汇流位于轴，各距原点为。计算坐标原点的流速。计算通过点的流线的流函数值，并求该点流速。解：的流函数：11.为了在点产生10的速度，在坐标原
13、点应加强度多大的偶极矩？过此点的流函数值为何？解：将代入得：将代入得：12.强度为的源流和强度为的环流均位于坐标原点，求流函数和势函数，求的速度分量。解：，将代入得：将代入得：绕流运动（2）18.在管径d=100mm的管道中，试分别计算层流和紊流时的入口段长度（层流按Re=2000计算）。解：层流时，根据=0.028Re，有XE=0.028Red=5.6m紊流时，根据=50可知:入口段长度XE=50d=500.1=5m19.有一宽为2.5m ,长为 30m 的平板在静水中以5m/s 的速度等速拖曳，水温为 20， 求平板的总阻力。解：取 Rexk=5105，则根据 （查表知 t=20C，） Xk=0.1m30m可认为是紊流附面层：Re=1.49108采用，则： =1.96310-3根据D=（其中）平板总阻力：D =3680 N21.光滑平板宽1.
