工程流體力學(xué)第四版孔瓏作業(yè)答案詳解

1、第二章2-1.己知某種物質(zhì)的密度P =2. 94g/cm3,試求它的相對密度do解:d= P / P w=2. 94 (g/cm3) /I (g/cm3 ) =2.942-2.已知某廠1號爐水平煙道中煙氣組分的百分?jǐn)?shù)為a (co2) =13. 5%, a(S02)=0. 3%, a(02) =5. 2%, a(N2)=76%, a(H2O)=5%。試求煙氣的密度。那力和衣2垢血.堆尿叭 pg = 為勺林沁x 2、切村心.嚴(yán)二/何切1 0卜=17均掙 二 09沖 Kf . _如于 色土卜4陰皿 J卜£*2 -丄血"° J'S卑22也7人oaS人牛2j / q

2、.q5L +八“7乂亠7：如 X心$2-3.上題中煙氣的實測溫度t=170°C,實測靜計壓強(qiáng)Pe=1432Pa,當(dāng)?shù)卮髿鈮簭?qiáng)Pa=10058Pao試求工作狀態(tài)下煙氣的密度和運動粘度。2-4.當(dāng)壓強(qiáng)增量為50000Pa時，某種液體的密度增長0. 02%,試求該液體的體積模量。%二-|、笛7'曲8灶叫一夜一蟲&_竝! .年.郵* = 5 咿甲亠J3.匹乂.十_衣衣禽直尼.眄仇=%： 旳竹二“2-5.絕對壓強(qiáng)為3. 923X105Pa的空氣的等溫體積模量和等爛體積模量各等于多少?2-6.充滿石油的油槽內(nèi)的壓強(qiáng)為4. 9033X105Pa,今由槽中排出石油40kg,使槽內(nèi)壓強(qiáng)

3、降到9. 8067X104Pa，設(shè)石油的體積模量K=l. 32X109 Pa。試求油槽的體積。AMl.K * 1®-二爲(wèi)釜迪一幺浚一/°皿帶/也y 一火轡）“F亠32侗*裁 三丿鄉(xiāng)力乞 陀妙槍仙體楓木加2-7.流量為50m3/h,溫度為70°C的水流入熱水鍋爐，經(jīng)加熱后水溫升到90°C,而水的體脹系數(shù)a V=0. 000641/°C，問從鍋爐中每小時流岀多少立方米的水？絳j由血三號敏亠役刼呀細(xì)Xf - 三5。地徐£©、佩沖 , /、徐絲履生k二一 磊 w上7_2衛(wèi)X屛膽2-8.壓縮機(jī)壓縮空氣,絕對壓強(qiáng)從9. 8067 X 1

4、04Pa升高到5. 8840 X 105Pa,溫度從20°C升高到78°C,問空氣體積減少了多少？解：將空氣近似作為理想氣體來研短 則由£ =尺心刑p9-877X1°.16 如顯287x(273+20)P- _ RT2 287x(273+78)in in匕=Q 0=5弟1 j'空= 80%P1嶺機(jī)小5.841 2-9.動力粘度為29Xl（T-4PaS,密度為678kg/m3的油，其運動粘度等于多少？解:V=u/ P =2.9X10-4/678=4. 28X10-7m2/s2-10.設(shè)空氣在0°C時的運動粘度v 0=13. 2X10-6m

5、2/s,密度P 0二1. 29kg/m3。試求在 150°C時空氣的動力粘度。n 、"/命 磁 心時 屆 = 4卜=以丄乂曲加/一三人2 7A3 ”曲、-土蘭 關(guān)_Ql.務(wù)二%二/4£ . 土£ .丄天2土._上_（£15哀一2-'_歹攵.#.二,“丄H 磁X .仏_ “十 |yo4-1>XTv/）_, UJOjLQ 他,L/ 2-11.借恩氏粘度計測得石油的粘度為8. 5oE,如石油的密度為P =850kg/m3,試求石油 的動力粘度。解.和由社逐ir/為紇 V0叩- 60山/筆 CC祁）二 6 （,1 ak）女u= * 麻V層

6、由闕g為呼直.Uf"二切/旳）（/0-代眇二0呦8屮6） 檢石赫從切魏觸刃“of祗屈3S）2- 12. 一平板距離另一固定平板0. 5mm,兩板間充滿液體，上板在每平方米上有2N的力作用下以0. 25m/s的速度移動，試求該液體的粘度。超：由牛頓離性定律可得“=肚竺竺A U 0.25=0.004Fas2-13己知動力滑動軸承的軸直徑d二0.2m,轉(zhuǎn)速n=2830r/min,軸承內(nèi)徑D二0. 2016m,寬度l=03ni,潤滑汕的動力粘度=0.245Pas,試求克服摩擦阻力所消耗的功率。區(qū)細(xì)的轉(zhuǎn)功角速度為v = 60線速度為"=2 60D “« d ) d IrlT

7、d 卅 MP 二 = tiAw = LiTidl= 117(廠一/)/2 2D_d 36001&OO(D R)=0 2心込學(xué)土羋=加評1800x(0.2016-0.2)2-14一重500N的飛輪的回轉(zhuǎn)半徑為30cm,由于軸套間流體粘度的影響，當(dāng)飛輪600r/min旋轉(zhuǎn)時,它的角減速度為0. 02rad/s2o己知軸套的長度為5cm,軸的直徑為2cm以及他們之間的間隙為0. 05mm。試求流體的粘度。2-15.直徑為5. 00cm的活塞在直徑為5. 01cm的缸體內(nèi)運動。當(dāng)潤滑油的溫度由0°C升 高到120°C時，求推動活塞所需的力減少的百分?jǐn)?shù)。用圖1-5中相對密度d

8、=0. 855的原 油的粘度進(jìn)行計算。略 4-両42-16.內(nèi)徑為10mm的開口玻璃管插入溫度為20°C的水中，已知水與玻璃的接觸角0=10o。試求水在管中上升的高度。2 2竹4曲_彳g X佩/戶2-17.內(nèi)徑為8mm的開口玻璃管插入溫度為20°C的水銀中。己知水銀與玻璃管的接觸角約為140。，試求水銀在管中下降的高度。第三章3- 2.如圖所示為一直煤氣管，為求管中靜止煤氣的密度，在高度差 而裝U形管測壓計，內(nèi)裝水。已知管外空氣的密度Pa=1.28kg/m3, hl二100mm,h2=115mmo與水相比，U形管中氣柱的影響可以忽略。H二20m的兩個截測壓計讀數(shù)求管內(nèi)煤氣的

9、密度。% =屜+2岀%, Ph2o 十 Qa = 1000X町 +1.28 = 0.53kg/m3- 3.如圖所示，U形管壓差計水銀面高度差h二15cm。求充滿水的A、B兩容器內(nèi)的壓強(qiáng)差。解：Pa -Pha =PbPh,qSa + 附+ Ph0?PA-PS= (% - Ph：。gh = (13600-1000)x9.8x0.15 = 18522Pa3-4.如圖所示，U形管壓差計與容器A連接，己知hl二0.25m, h2=l. 61m, h3二lm。求 容器A中水的絕對壓強(qiáng)和真空。Pa = Pa P赧俎-%)+ Q砂&為一為)=101325 -13600x 9.8x (1.61 -l)-

10、f-1000x ?.8x (1.61-0.25)= 33352.2PaA =幾一血=101325333522 = 67972.8Pa3-5.如圖所示，在盛有油和水的圓柱形容器的蓋上加載荷F二5788N,己hl二30cm, h2=50cm, d=0. 4m,油的密度 P oi=800kg/m3,水銀的密度 P Hg二 13600 kg/m3,求U形管中水銀柱的髙度差HoIM Z 38彳乍：nai. t'.)k；叢卩=i = 46 082.8/'gS 0.2" X 71Phm&H = P十 pygh、十二H b +g"i 十 A g2PhrS_ 4608

11、2.8 + 1000x9$07x0.5 + 800x9807x03 -13600x9.807« 0.4/?3-6.如圖所示，兩根盛有水銀的U形測壓管與盛有水的密封容器連接。若上而測壓管的水銀液而距自由液而深hl=60cm,水銀柱高h(yuǎn)2=25cm,下而測壓管的水銀柱高h(yuǎn)3=30cm,W 2 -39iP =13600 kg/m3,試求下而測壓管水銀而距自由液而的深度h4o(X2舟;財化匕Z是飪預(yù)亠-_、二卜胃哎佝乙怡胡 -B -+ 嚴(yán)助3-7.如圖所示，一封閉容器內(nèi)盛有油和水，油層厚hl二30cm,油的密度P oi=800kg/m3,盛有水銀的U形測壓管的液而距水面的深度h二50cm,水

12、銀柱的高度低于油面hMOcmo 試求油而上的計示壓強(qiáng)。圖 2-40f3-8.如圖所亦，處士平衡狀態(tài)的水壓機(jī)，其大活塞上受力Fl=4905N,杠桿柄上作用力 F2=147N,杠桿臂護(hù)15cm, b=75cm0若小活塞直徑dl=5cm,不計活塞的高度差及其質(zhì)量，/丄3-軸.圖2 41器、3駅為丸1二6匸_ E ©-P無/芬人¥二心 仙亠-第三章核電如圖油罐車內(nèi)裝著密度為p=1000kg/mA3的液體以水平速度 v=36km/h油罐車的尺寸為D=2m° h=0.3> l=4ma車在某時刻開 始減速，經(jīng)100m距離后完全停下。若為均勻制動，求作用在側(cè)聞A 上的力多大

13、解：設(shè)車的寬度為單位寬度：車的速度為 v=36km/h=10ni/S;水平方向的 a=vA2/200=05m/s人2; g=-10kg/m'2;dp =p(adx-gdy);p=p(ax+gy)+c;以管口中心為坐標(biāo)原點得：當(dāng) X=(), y=0 時 p=0； C=0因此 p= (0.5x-10y) *1000在車的面上x=4： y從0.3變化到23P= (2-10Y) *1000F=l* J (2-10Y*1000=12200(13-14 (李曉旭，常牧)解；設(shè)整體的加速度為a：由牛頓第二定律得m2g-cf*(mi+psh)=( m 計 psh+m2)*a;以液面上不動的點為原點，建

14、立平MjzlA坐標(biāo)系 又 fx=a;fy=g;所以 dp=p *(a*x-gz)+pO;當(dāng) x=-0.5*b 時，z=H-h :帶入 ax-gz=Oa=g*2(H-h)/b;帶入數(shù)據(jù)得到H-0. 213m345 (陳彥霖'程萬鵬)解；(1)根據(jù)壓強(qiáng)差公式：dp = p(fxdx + fydy + f2dz)容器底部流體 質(zhì)雖力只有2力向< =月一“£ = £皿月_目妙=P工門心-a) + r當(dāng) z=0 吋p=Pa, : p =- &) + 嗆帶入數(shù)值得：p=111138 Pa當(dāng)p=Pa時,由上面式子可得出« = x- = 9.8fir/s2(

15、3> P=0phii 一 小=用=>月=+ g = 60. d&92刃 / s* ph3-16 （李玉錦，付玉）解：i設(shè)旋轉(zhuǎn)時空氣體的最低點距容器口的垂氏高度為h,旋轉(zhuǎn)時水未溢山前空氣所占的體積與靜II耐相同空氣休的最低點為原魚，豎直向上為z軸正方向建立空間逍克坐標(biāo)系，設(shè)水中的尿強(qiáng)分方程為P二d將條件（r,z）=（O, 0和CnzXZh）帶入方程'可解得如=18.7rad/s3.178.7c*4- tv X 60 =轉(zhuǎn)速 11 =2nmine：ii容器的總體積* = *)空氣的體積尸"卜250両 將(r, z) = <0, 0)和(r, z) = (

16、d,H)帶入，可求得-s2199兀絆詁"=丁 X 60 =7我理 Zjtminu3-18 （劉蹌，劉士寶）解:建立如圖所示坐標(biāo)系， 則計示汗:強(qiáng)為w2r2卩二_z）+C2g當(dāng) r=ro z=h 忖，pfOw2(r2_r 2|則 A 二 pgl + (力 z)J2g當(dāng)滬0 時；JJ-2ra/7 = 0即J； PX上丄山 十伺-2itrdr = 0解得O) =44. 66rad/s« = x60 = 427r/min3-18 （馬偉，戚哲）解;X £入緲-+汕卩£ _択卅¥ =£費琲4-占I >71 'M 護(hù)空診建屯翰默艮電

17、口，朮卜im忖 皿科了馬內(nèi)一說一創(chuàng)憚跡魅低絲仇帝求靜 心站霽，心?巧匚穹7比"匸爰朋棉橋 料臬條乍&a>尹Q.卜險q）肝方廠 盂確"打畑如用靂M很許X血廿卩h彎） c尹> I漁心 "W一沖申3-19（范徳靈，力曉瞬D：解：取小孔中心為坐標(biāo)原點，Z軸豎直向上，根據(jù)零角速旋轉(zhuǎn)容器中壓強(qiáng) 分布公式 P=%（ a）*<n*r*r/2g-z+c 有在油層中：在水層中：P1 一映(r當(dāng)“時,Pi計示壓強(qiáng)得01=0,=畑(穿P)油層前后體積爪變0.5*3 J 4*r*r*H=d*d/4* 3.14*(H-h)油水分界面為等壓環(huán) 即=0*0和r=(V=-

18、H兩點壓強(qiáng)相等帶入式(1)可求得叭 進(jìn)而求得n =l57rpmo 60H/314/d*取 r=0.z=-H 有 Pl二P2plffH = pZfftfC2得匕2 = -980因此必=*般(字-?)-處0取 ud/2,z二0 時頂蓋計示汗強(qiáng)最人Pel = 1127()取 r=0,z=fl頂蓋計示斥強(qiáng)最小Pe2=0取 P=d/2,z=-H底板計示用強(qiáng)最人p2g(0>3 -+ HJ + (pllp2)pH = 16173Pa Pe3= '*取 r(),z=-H底板計示壓強(qiáng)最小Pe3=P«J« =3922Pa4理甲小扎+心為址屛呼.,2軸灼角 林犒尊血戲離節(jié)嗚鷺沖壓第

19、鈴 尺&匕門（歲j - 2 ）十.有. 朮油氏寸.人二莒（呀彳門十5 匸彳 魂*企寸,人二£ g 寫-2）* g -當(dāng)”o , 0時攏三。懷：壓珞鎬 廠穴i H二彷滬巧 蜜辿專希忌砂杭屜咅礒：i R r/M 二（2 2心 CH - 1 ）&汨水勺帑面右哼也丙有甲期馬二側(cè)越Hji、Ziv 八第:鄒汀去H n 二陽守二1 匕£ cep 于二 /_ 矽請申V 療廠刁T軒一“二K 那 輛卄二5 jHr爲(wèi) 稈G二金陽汁兄A cv 門二&3丄 X +申_E弓iTCi 二 0切電y即*：息嚴(yán)珂張盂g俗狐 十卡J 創(chuàng)守'十f _ f巧護(hù)；“祁. 老丫乂 2二

20、0 ,卞 '蓋.計示丘瘙瞬-V呢戶 卑 ¥二 .i " - K .費用開M %蠢甲、P二 f門 |穹），"+fE gH 二問？弘 印Y ，去二- H陸肝勺亍、用離再“十說卜護(hù):II祁3-20 （邱斌,阮岳）絡(luò)如圖所示,求斜壁上岡形閘門上的總壓力及壓力中心。已知閘門恵 徑 d=0.5m, a=lmr "ahe/"/“ / i 7 / / /解二已知d=0.5m, a=lm, a=60c 、 xc =« + i/2 = L25wih, = (« + d/2)sin(7 A = (d/2)2總壓力耳=幾A = pghc A

21、 =跆兀(伉+d / 2)( / 2尸sin a 對于圓來講，5 =IQ-呂m4二扌龍(d/2)4d1則壓力中心坐標(biāo)兀 D=/(%c A) =+16九代入數(shù)據(jù)得坊=2083N,Hq注:對弓矩形來講=bf 123-21設(shè)水閘寬度為b.水閘圧側(cè)誰滝沒的阿門長度為lb水閘右側(cè)木淹沒的僧門長度為2 左右在水闡左側(cè)斥力為F=pghM英中IL1 =H/2n =羔 為=bl I = bll/ sih «則FpbPg號噲二聽作用在水創(chuàng)右傅壓力為Fp2 = pghc2A2其中兒2 青A2 = bI2 =b則Fp2 = Pg罷士匚聲由于矩形平面的樂力中心的坐標(biāo)為所乩 水聞莊側(cè)在閘門面上斥力中心與水面跖離

22、為2 H水閘右側(cè)在閘門面上斥力中心與水面距離為3-22.水作用在下圖所示3/4圓柱面ABCD ±,畫出(a) (b) (c)種開口測壓管位置N1, /2, Z3情況的壓力體及總壓力垂直分力的作用方向。IS 2-51甘PT P rppi1陰77(0 ? % &十一民力弘:農(nóng)：丄4瑚廠廠丿C/丿一.4 他酉 o 答案:3-23 （張星永，袁小詠）解:圖356為盛水的的球體，立徑d=2m,球體下部固定不動，求作用于螺栓上的力。解：球體下部固定，則作用于蟻栓上的力為上半球受到的壓力=由圖可知，上半平面的壓力體為平向與水 平線之間的部分。（Ld 3 noV= （口川2”9 *2 nY2

23、Y ="FF=pgV=9807«3 =10246N3-24 (張義林，鄭俞解;圖3芍7所示為儲水設(shè)備，在C點測得絕對圧強(qiáng) p=196120Pa,h=2mR二lm,求作用于半球AB的總圧力組 解：如圖所示，根據(jù)C點的絕對壓強(qiáng)，可得c點計示壓強(qiáng).將C點 的壓強(qiáng)作用等效于高為H的水柱，利用AB的壓力體即可求解c C.位 于h/2處力C 點的計示壓強(qiáng) Pe=l96120-1()l325=94795Pa等效水柱髙度H=Pe/pg.半球AB的壓力休如圖，所以，圧力2y 3 =256.72kNF=pgVp=pg(TI-h/2)7rR2 -1/2X 兀"3-25 （朱保苗 陳海杭

24、解，閘門在鉛直坐標(biāo)面上的投影面心H=BH,其形心淹深hc=Z）快=44131.5N曲面be上的壓丿J休p=B-4a&c J面積A為梯形O"bc與扇形obc面積之差n=0.5 XHCV2 H+V2 X=i 36946N總壓力大方向3-26.如圖所示為一扇形閘門，半徑R=7. 5m,擋著深度h=4. 8m的水，其圓心角a =43° ,旋轉(zhuǎn)軸距渠底H=5. 8m,閘門的水平投影CB=a=2. 7m,閘門寬度B=6. 4m，試求作用在閘門上的總壓力的大小和壓力中心。二一產(chǎn)付敢爪 - 中，乂仙顯氐午 如i.- B 二 A 即亠鬥顯嗎:-d,乙343戸必沁 . 二 /咖 乂 彳

25、 *7 人 G4 乂( 一一= 十也半、二 52”2見2 皿"肚樂或仏入-亠滋邈/宦±_Kr旳；/g彷.%“0 二 険 / 冷 /3丄L_5/口 Q車盤孫二 Re&給二的=刁2|m違三 R G -_4 Y2fm)/佈俗標(biāo)為.3-31.-鋼筋混凝土沉箱,長6m,寬5m,高5m,底厚0. 5m,側(cè)壁厚0. 3m,鋼筋混凝土的密度P1二2400kgnT-3,海水的密度P 2=1025kgm"-3,沉箱在海面上漂浮是否穩(wěn)定？宀湎紙曲（1/4場蠱怯1澤趙*丄3x31一_一左二k dS二e你m】-：N豪宀弘一以旳二帀二石勺廠二 6 6乙（力）-第四章H o二廣M葉I釘

26、川局血卜二。-卜忖二。9訛如"二0 ，為比帶明沁乂勺8二知寸_ 寸二亠鬼厶十怕_5 r二溝龍 u二-血2i* 一M yx2KoQ i ) - S lAl0 f 2廠二牝胡!) 774-1 解；匸 7孑十三 X 74- 2.己知平面流動的速度分布規(guī)律為2打/十於2開/+，式中為常數(shù)。求流線方程并畫出若干條流線。與jml慫饗為/_./M 7站應(yīng)坨/JV 一 1 一 .一-一. 14. dX» 攻內(nèi)*匕-為嘆,、2心°必懷ZV才 / > A /&妗上求釵一為姚圮士 C.L二丄嵌. 一f=nvx = （ -y2）,yy = 04-3.已知兩平行平板間的平面流

27、動的速度為2典4式中k, u為常數(shù)。b為兩平板之間的距離。試給出速度分布圖。4-4.已知流場的速度分布為3（1）問屬兒維流動？（2）求（x,y,z） =（1,2,3）點的加速度。解：（1）屬于二維流動，因為該流動的速度分布只與平面坐標(biāo)X, Y有關(guān)。二那&U.C卻2切十仲 （人匕R二（仁2.乙）血占y幾=745解；三維流動a廣9尸947解:IrJ乞 纟二匕2建廣Y口畑K啟K出門2 二如丁寸.加2： 八”3&££2_4<_?521解:由卩=口/"和 q = z?vA 得：=55m/s每厘米的內(nèi)徑降為！ a= (82)/3=2則內(nèi)徑隨x的變化趨勢為

28、:d=&2x, r=4x故戡Ifri積隨x的變化為：a=ti x r2=ir x (4x)又有：二AXxO.Ol,則得速度衣達(dá)式為：qv0.01xqJA2 =()<x<3)TTX (4X)HX (4X)4-10選戰(zhàn)的曲所為以原點為圓心的圓形區(qū)域，關(guān)于原點中心對稱C以某條 直徑為界將區(qū)域劃分為I、II兩部分，對于區(qū)域I內(nèi)任恿-點A (x,y遼)必在設(shè)平面指向某側(cè)的單位法向量為在A的小鄰域內(nèi)=*而在的小鄰域內(nèi)二：而，所以流量q=:所以通過任意個以原點為圓心的同心圓的利用量q都是相等的且均為悴批注03”這種方法可以證射 嗎？ ? ?4-11 解：P/p =R*T,所以推導(dǎo)出 R二

29、P/（p 冰T）,所以p l=p 0屮T0/T1;所以 2巾 I *7*0.4*0.6=80/36;代入得:2水 1.29*273.15/6735*7*4*6=8000/36;解得:V=X.85;所以輸氣管道中空氣的平均流速為& 85m/s;4-12劉暗輸氣管的體積流雖為；輸氣管的平均流速為：2予=亠制=27%管內(nèi)渝速為27嘆qv=qm y那么 A產(chǎn)¥=瞬X X（7）2 =A1* A2 " V" 3600-¥nX（T）2 = A2 di = 0.052m； d? = 0.09m413解:由題這nJ知P2 = 0根據(jù)題音建立宜命坐標(biāo)系/如上圖所示根

30、抿連統(tǒng)方程J X A2 = Vt x A其中刃=10m, f/2 = 5財3以求出人=4. OW / 5再根摞伯努利方程亠+務(wù)4® 4巴2gpg 2gp&戸其中21 =0, z2 = 3. 6ni. p2 = 0=.可以直接求得Pi = 1. 87 x 10Bpa4-15如圖所示為一文丘里管和壓強(qiáng)計，試推導(dǎo)體積流量和壓強(qiáng)計讀數(shù)之間的關(guān)系式。m 3 28一廠XI £ *' I邂：豹浪星烤.心蚤卻注鬆計“磁 h任=0根塢角吻知力継.：（樂亍莖癱成、 -恥十芳二冬-齊十莎° .中;門S®丄 ：右、X l 土俟為鉅1/（虹*譏航 竽加備2乙二 一

31、U勒玨筆廿怠一 fi胡你、丁劭專股 蝕如jQlA品477（阮岳）解：應(yīng)用伯努利力程，有:根據(jù)題意，可知VI=O pl=pe=6.865x io5 (pa) p2=O635x12 x nc ,-=37.05 m/s穿孔的休積流晝:為:qv= v2x A =37.05 x2 x 10"6 =7.41 x10"5m3 /s漏水雖：Vn 匸74【x 10s x 24 x 3600 = 6.4 m4-19(1)應(yīng)用伯努利力程于井A, B的上鞍面處，并以B井的上液面處故根據(jù)獷葩幺=100 必=0.02778必為基Jftrfrle可得：故可得'匕二J2&0二757叩s=0

32、.068/h(2)應(yīng)用伯努利力程于井A的上液面處與虹吸管的最高處，并以B井的上液面處為基準(zhǔn)而“可得:H =z + P8 2$/. P =-殲 §=-£89*10%則上端管中的負(fù)計示用強(qiáng)值為5.89xl()4Pn4-20送風(fēng)管道的截而積Al=lm2,體積流量qvl=108000 m3/h,靜壓pl=0. 267N/cm2, 風(fēng)溫tl二28°C。管道經(jīng)過一段路程以及彎管，大小節(jié)收縮段等管子件后，截面積A2=0. 64m2,靜壓 p2=0. 133N/cm2,風(fēng)溫 t2=24°Co 當(dāng)?shù)販y得的大氣壓 pa二 101325 Pa,求截而A2處的質(zhì)量流量qm2,體

33、積流量qv2以及兩個截面上的平均流速v 1、v 2。年:工鐵竝蝕三涵址A呻防;企袖區(qū)勧、"皿'A ； 一 韶 AA 心">J1_M亠乩_-一 片沁SXSI=：=3r丄'rf /-/"二=* =0二_53仝與加厶二丄“旳即N Xfe 岸嚴(yán)少£ 7必二孤二絢丫心_. .H-恥耳址 紅乂樂w R九亠_lwh*傑二3丄衣&厶一-4-21-姚志鵬卄屮令飄吒WA, =V2A2Qv = v2A2由上式得<1耳439曲人4- 24連續(xù)管系中的90度的漸縮彎管放在水平向上管徑 dt =I5cm, d2 =7.5cm 入口處水的平均流速

34、v-t =2.5ni/s 比= 6.S6X104Pa(計示壓強(qiáng)如不計能量損失，求支撐彎管在其位査的水 平力。解；由不可尿縮流體體積流量為常量，得V1A1=V；A2.彎管在水平面內(nèi)，所以2=()在水平曲內(nèi)建立坐標(biāo)柔XO%且沒流 入力向為乂方向，流111方向為y方向。由伯努利方程v?/2+pie/p=v/2+p2e由動量力程可得Pqv(V2x Vix)=F&pieAiPqv(v2y-vly)=Ffy+p2eA2帶入己知條件，解得Ffe=1101.8NFfy=345.9N所以所求水平力F=1154.8N.4-25.額定流量qm二35690 kg/s的過熱蒸汽，壓強(qiáng)p=981N/cm2,溫度t

35、二510°C,(對應(yīng)的蒸汽比體積u=0.03067m3/kg),經(jīng)O273X23mm的主蒸汽管道鉛垂向下，再經(jīng)90。彎管轉(zhuǎn)向水平方向流動。如不計能量損失，試求蒸汽作用給彎管的水平力。4-26解：在沿油水流動力向上,P%(o - 珂)=-Fpn 術(shù)=班£)2珂Fpn = 652NIN27根據(jù)動量力程pqv(Vz)c Vix)=Fx(F與其中空氣密度p = 1.29kg/ v2x=0 qv=v1x S Fx=PS速度方向相反帶入上述公式可得v2x=19m/s4-28解：V *V/2+P/( R«g)+H=CONSTVl=V2=0P2=0Hl =0H2=P/(R*g)代

36、入二 H=173m.inj 7142）解：此傾卿面為x軸，換斜面怯向為y拍莊立坐標(biāo)集。 以流體為研究對鍛（H sP（9hV-o -的2）一Q（W環(huán) cosffQ心=“如0 （一巾對口8）（9別=務(wù)1 +務(wù)2解得11 十 OOS0 -伽1-6OS0竊=一2紙F(tuán)y mpqitsInQ瀝體對板的作用力為一p即-pQvosln0,題 430由1 創(chuàng)知 而積 A|>A2 由 qv=AVo 知 qvi=O.45qyO ,qX2=O.55qvn4-31 如圖.叮得在"方問所受舍丿J為豈，因此，根據(jù)定當(dāng)流動的動盜方程訶爲(wèi)級勉廠片=巴又.平板向若射流以零鬼、，運動.則：v»由，刖帑Fy

37、 =p（v+v0 Jo + （卩十Jsin"由圉訓(xùn)知h FfinO由得，P = Pv =戸,shi/7 <v = pvy 4-v0)2 sin2 04-32v=40m/s-tan(-g)= 2° =-a/320 十 15 70 = 151.3°4-33.水泵葉輪的內(nèi)徑dl=20cm,外徑d2=40cm,葉片寬度b=4cm,水在葉輪入口處沿徑向流入，在出口處與徑向成30。角的方向流岀，質(zhì)量流量qm=81. 58 kg/s。試求水在葉輪入口與出口處的流速v 1與kg v求水毛M©&£松夂人滋做匕妙匚一一/q初N一一妬耘T*蠱一阪_/見

38、箭一/唇碩喬能學(xué)臚林血第五章5-2.如圖所示，用模型研究溢流堰的流動，采用長度比例尺k i =1/20. （1）己知原型 堰上水頭h=3m,試求模型的堰上水頭。（2）測得模型上的流量qvz =0. 19m3/s，試求 原型上的流量。（3）測得模型堰頂?shù)挠嬍緣簭?qiáng)pe = -1960Pa,試求原型堰頂?shù)挠嬍緣?強(qiáng)。部 山、_也乂 X-八 X二 A.紅 = 3 乂 藝 二 鄉(xiāng)._ d左婦 龍上、也崔虬趾1 2二込5-3 （徐鑫）解*有一內(nèi)徑d=200nm的圓管，輸送運動黏度v =4. OX 10-5 m2/s 的油，其流Mqv=0.12m3/So若用內(nèi)徑d =50mm的圓管并分別用 209的水和20

39、9的空氣作模型試驗，試求流動相似時模型館內(nèi)應(yīng)有的流邑答案：這是黏性有壓管流，要使流動相似，雷諾數(shù)必須相等。由kqv=ki2kvSikv 二kky可得kgv=kkv廠亠"f . d' 50 1又由題可知k話前冷查得20&C的水的運動黏度vh. 007X IO-6 m2/s20"c的空氣的運動黏度V =15. 19X 106m2/s因此kq“IO"4 m3/s1 * i.oono"44.0X10 一 50. 12=7. 5531'】11 IS.lxlO-6vc-2 3 /kqv2 二kkv2qvx 40燈0一5 X0. 12二 1.1

40、39X 10 2 m3/S更拔盤扌一亠墟- 二-旳 險由弗勞德數(shù);F嚴(yán)krk,fkv ki廠7040曲由p = F v = 70400* 3.415* ()* =2O4.4E5- 4.將一高層建筑物的幾何相似模型放在開口風(fēng)洞中吹風(fēng)，風(fēng)速為V二10m/s,測得 模型迎風(fēng)而點1處的計示壓強(qiáng)pie' =980Pa,背風(fēng)面點2處的計示壓強(qiáng)p2e二-49 Pa。試求建筑物在v =30m/s強(qiáng)風(fēng)作用下對應(yīng)點的計不壓強(qiáng)。亠二-2&rEJU-VJ41-1U|1一W:二；二1IV復(fù)比僅1尺亠打d p二r =頁5-5 （陳海航）5-55-6.長度比例尺k i二1/225的模型水庫，開閘后完全放空庫

41、水的時間是4mino試求原型水庫放空庫水的時間。_左気i逐血Lt易 期人丸 沆 并克抵* 科建.kiA； 上 _心_炷 三.M,糜盤中中9一三老二込矗隹 5-7 （陳萬鵬）護(hù) /" AmA e 3。M根亂需歯牡町d堆二總*> 1窈3'宀vtV&桂擾斗牧屮財 :c / I 二 c dt*"打0 “仏 PI p.l桶幅血。/“5-8.在管道內(nèi)以v =20m/s的速度輸送密度P=1.86 kg/m3 ,運動粘度v=1.3X10-5m2/s的天然氣，為了預(yù)測沿管道的壓強(qiáng)降，采用水模型試驗。取長度比例尺ki =1/10 ,己知水的密度P =998 kg/m3,運

42、動粘度u ' =1. 007 X 10m2/so為保證流動相似，模型內(nèi)水的流速應(yīng)等于多少？己經(jīng)測得模型每0.1m管長的壓降dp' =1000Pa,天然氣管道每米的壓強(qiáng)降等于多少?舞i妝泉育斜陛創(chuàng)莊後込疋農(nóng)淑對痕H從，番獄約%把生 d乙二r/<r$左0三-q J£即二 D Ku厶 k/ =(Q由歐趁妹柏遂4<為 r “伽q 二 3'loE5-9 (方曉璐)解；由粘滯力相似準(zhǔn)則分析可得KV=KvX kf知：長度比例K#二1： 10.查表得：水衽10度時的動力粘度系數(shù)為1.308X 10-6則速度比例為:1.308x10 (-6) X10Kv =:=0.

43、14539X10 (5) f fcX.、5-10.某飛機(jī)的機(jī)翼弦長b=1500mni,在氣壓Pa=105Pa,氣溫t=10°C的大氣中以v =180km/h的速度飛行，擬在風(fēng)洞中用模型試驗測定翼型阻力，采用長度比例尺k i =1/3。(a)如果用開口風(fēng)洞，已知試驗段的氣壓pa' =101325Pa,氣溫t =25°C,試驗段的 風(fēng)速應(yīng)等于多少？這樣的試驗有什么問題？(b)如果用壓力風(fēng)洞，試驗段的氣壓g =n-lPa,氣溫t"二30°C,叮 =1.854X10-5Pas,試驗段的風(fēng)速應(yīng)等于多少？MS.ssHd yd.Ede-sdT74dN3FZL

44、LlrAb & 等.§wd >¥>活亡芳一羊一活d干£ mde L g£d 氓>*>¥ d MpdN 思 ZHAb HAbyl "亙-¥ 一 ¥AylMbNCM性千E 藍(lán) UE、OSZ>U.©MngCN=d Ee 尸 Ab± 靈. (當(dāng)出)二gI =c?z 1«1EH E-fllz lzel<F. 0 ：= me +(?(蜚s2LSMZr>AHd g'oMdM29 ZMlrpd g 卜°TT宦 M5-13.薄壁孔口出流

45、的流速v與孔口直徑d,孔口上水頭H,流體密度P,動力粘度U,表面張力。，重力加速度g有關(guān)的表達(dá)式。試導(dǎo)岀孔口出流速度的表達(dá)式。也理古経首_*也現(xiàn)弓：運* HVf作為裟吉乞、亙從組氐1壬4巾云老日雖.b屮 滬;f鄉(xiāng)竝本臺奴友云-右一童.星. 4 二廣/ LL（川L）G 一扭裁MiO金翌J&二im復(fù)劉亠住雖 扎啟尊生生圣辭，-人M令扣f.（? 1 二 2l也b 3C） 一二 Q窗理 乳鋌怠爼召兀今一 您. 屆 二SL心75必尬*公綾決妄蚩厶匕曲乞龜JL応二k；）滋擔(dān)癱刊東陋汎汽2枚準(zhǔn)則數(shù)、典，匝，応3卩出（監(jiān)社血&?曲 今譏杯瞪巴悶（緲）25-14 （馬偉）解；根據(jù)與阻力有關(guān)的的物

46、理雖可以寫出物理方程F（n）,d點 p, u） = o選取山0 p作基本變雖，可組成的2個無雖綱雖為it 1 = FDda1-9b1 pel , n2 = n da20b2 pc2 用基本雖綱表示"1, m2中的各物理雖，得：MLT-2 = La1 (LTT)b1(ML-3) c1ML-1T-1 二 La2 (LT-1)b2 (ML-3)c2根據(jù)量綱一致性原則得：a1= 2 b 匸 2 cl二 1a2= 1b2 二 1c2= 1故有=n1 = FDd2fi2 ptt2 = Rddp =1 Re將所有n值代入式（5-45G.可得；FD = f (Re) n d24 p 3225-16（

47、邱斌）解，流體通過孔板流量計的流量與孔板前后的壓差3、管道的 內(nèi)徑山、管內(nèi)流速卩、孔板的孔徑d、流體的密度P 、動力粘度“有關(guān)。試導(dǎo)出流量弘的表達(dá)式。解：根據(jù)與流雖有關(guān)的物理屋可以寫出物理方程：F（q”, Ap ,d ,匕 Z 口, “） = 0選取d、V、Q作為基本量，可以組成4個無量屋綱: 叭=啟訃© =瀘卩6兀_ 山_“'3 _ dWp®f 一 外計用基本雖綱表示兀中的各物理量，得；芒嚴(yán)=“（LF-1 丫（Mr3丫MLT2 = If2 （lt*-1 丫（ML3 ）2厶=厶叫乙嚴(yán)血一乎泌“廠| = （LT-1（MLS y根據(jù)物理方程量綱一致性原則，由等式兩端基本

48、屋綱L、T、M的指數(shù)可得：3 =卩十妬一Sc】-1 =-/?0 = Cj解得：絢=2,打=1,5 =（）,故有：羽二急同理由解得：勺二誥兀34dvp Re則=fEu, Re,魚 d45- 仃.（阮岳）解.據(jù)與功率有關(guān)的物理量可以寫出物理方程F： CP, d, b, n, H, p- 4 g） =°取d,nrP為基本變屋，可組成五個無屋綱量:P_b_Hda4nb4pC4眄-出Z嚴(yán)db2pC2 嗎臣而廬 5 da5nb5pc5用基本量綱表示眄、1<2 “3、可中個物理量得；MlT-LCT"1）131 （ML-3） LlL二倂（T嚴(yán)（ML$）2L=l?3(T"嚴(yán)

49、<Mf2)(ML-3)LT-FW嚴(yán)(ML-3)據(jù)雖綱一致性原則得al = 5bl = 3cl = 1a2 = 1El00a4 = 2 b4 = l c4 = 1a5 = 1b5 = 2c5 = 0所以,_ P"L 一臚 “pl可知，眄冗5 =因此，P =Tiid5n3p1= f (> TH H46-7.W：該流體宙諾數(shù)c vd 4 次 0.1 x ICT *Re= = =1000< 2000v 4x1(T5在管中昱層流狀態(tài)。故每米管長上沿程損失兒=層工=單丄上=5.22血流體住伽 dig Relxl0-22.g丿2 II WJ6X解2根抿伯努丿J方程，列+ zi+y

50、 =+(I)PS 2g pg2g有一 一.一»«>«. (2)聯(lián)立(1) (2)得占-f.MVwll I V其中，=9X*07 x KJ4 Pu, pZte = 0,4 = 4( bw”, d2 = 20”加,I = 0.5/w,代入得 i 片=?214悅宀=12出6%qv = vA= v2 竺亙=0.004加 y4-/ $從上端面到上升最高點截面列怕努力方程，理+勺+喳=巴+%+違PS ' 2用 Pg2g其中，= Pm =0, v3 =0,z3-z,2 =H ,把卩2代入得，H=8.44m6 隔d = 0.15m,1 = 5000m; h = l&

51、amp;rn p = 859.4kg/m3qm = 15489 kg/h?則 4 = 5.006 X 10_3m3/s片=49 X 104Pa,A = 0.03* =獸=0.283 m/s蒞h+匹+入甞Pg Pg d2g解得；p0 = 3.712 x 10spa6-10 解；1 水在管道中的平均流速2求得審諾數(shù)M處干常流粗槌管過；渡區(qū)，求得沿程損失系數(shù) 車帶入達(dá)西公式? = 4 = 0095x 4 =1jid2 xO.2511vd 1.936x0.25Re = = = 193600v 2.5x10 62308(創(chuàng)7嚴(yán) =2308(250/0.25)°" = SJ89(K) > ReA =1.42Rg(Re-)l -2 =1.42lgC193600x22) 2 =0.0207 £0.25,.I v23001.9362v比=2= 0.0207 xx= 4.64 lzwJ2r0.25 2x 9.807611解zQyp0.193x0,0250.000025x等=耗=而歳霧關(guān)=銅84九Fin 593皿 =193.013 < 2320 （尼古拉茲實驗的層流固 = 64/Rc = 64/193.013 = 0.3316根按達(dá)西公竝2羞= O