工程流體力學(xué)課后習(xí)題答案1-3章

1【解】液體的密度相對密度【解】由壓縮系數(shù)公式【1—3】溫度為20℃,流量為60m3/h的水流入加熱器，如果水的體積膨脹系【解】根據(jù)膨脹系數(shù)則加的體積2）問灌裝時汽油的體積最多不應(yīng)超過桶體積的百分之多少?由于溫度變化而增加的體積，可由得（2）因為，相比之下可以忽略由壓力變化引起的體積改變，則由得【1-5】圖中表示浮在油面上的平板，其水平y(tǒng)【解】根據(jù)牛頓內(nèi)摩擦定律則【1-6】已知半徑為R圓管中的流速分布為x【解】根據(jù)牛頓內(nèi)摩擦定律則ur【解】空氣各點(diǎn)壓力相同，與空氣接觸的液面壓力即為空氣的壓力,另外相互連通的同種液體同一高度壓力相同，即等壓面【2—2】如圖所示的U形管中裝有水銀與水，試求：(1)A、C兩點(diǎn)的絕對壓力及表壓力各為多少?，，得（2)選取U形管中水銀的最低液面為等壓面，則得【2-3】在一密閉容器內(nèi)裝有水及油，密度分別為ρw及ρo，油層高度為h1，容器底部裝有水銀液柱壓力計，讀的壓力p與讀數(shù)R的關(guān)系式?！窘狻窟x取壓力計中水銀最低液面為等壓面，則得p0Hp0H接壓氣管。同時，壓力管的另一支引入油罐底以上的0。4m處，壓氣后，當(dāng)液面有氣逸出時，根據(jù)U形管內(nèi)油面高度papa水hp油油水Rp壓力氣體【解】選取U形管中甘油最低液面為等壓面,由氣體各點(diǎn)壓力相等,可知油罐底得兩點(diǎn)高差1m，U形管內(nèi)裝有水銀，若讀數(shù)【解】選取U形管內(nèi)水銀最低液面為等壓面，設(shè)B點(diǎn)到水銀最高液面的垂直高度為x，則得Tpa【2—6Tpa用蓋板蓋住，蓋板可繞管端上面的鉸鏈旋ooHddCDLPydHddCDLPyd不計蓋板重力及鉸鏈的摩擦力，求提升此蓋板所需的力的大小?(提示：蓋板為橢圓蓋板面積A=πab）.以蓋板上的鉸鏈為支點(diǎn)，根據(jù)力矩平衡,即拉力和液體總壓力對鉸鏈的力矩平衡，以及切角成45°可知【2—7】圖示一個安全閘門，寬為0.6m，HoBhHoBh力，問門前水深h為多深時，閘門即可自行打HPDy【解】分析如圖所示,由公式可知，水深HPDy越大,則形心和總壓力的作用點(diǎn)間距離越小，即D點(diǎn)上移。當(dāng)D點(diǎn)剛好位于轉(zhuǎn)軸時，閘門剛好得等效自由液面HPθ等效自由液面HPθ(－)BoCAAx油水h測之值如圖所示，試求作用在半徑R=1m的圓柱面AB上的總壓力(大小和方向).HH面，選取水銀壓差計最低液面為等壓面,則由pB不為零可知等效自由液面的高度汞23則示的斜坡上。求圓柱體所受的水平力和浮力。故經(jīng)D點(diǎn)過圓心的直徑與自由液面交于F點(diǎn).向相反，相互抵消，故圓柱體所受的水平力圓柱體所受的浮力分別畫出F-A段和A-D段曲面的壓力體，虛實抵消，則HHFAx1mA(-)水DCB所受水平力和浮力。析AB段和BC段曲面的受力情況.水的等效AA油BC水H首先確定自由液面,由油水界面的壓力可確定等效自由液面高度則則，圓柱體受力外水面的高度如圖所示.試求球體所受到的浮力.首先考慮閥座上面的液體對曲面的作用力，再考慮閥座下面液體對曲面的作用力,即畫出b—c段曲面的壓力體；最后壓力體虛實抵消，圖中實壓力體V2(＋）為一圓柱體，其底面直徑為則(+)(-)(-)abdc【2—12】圖示一盛水的密閉容器，中間用隔板將其分隔為上下兩部分。隔板4等效自h*=pM/設(shè)容器頂部壓力表讀數(shù)p等效自h*=pM/【解】分析如圖所示，由于液面不是自由液面,需將液面壓力轉(zhuǎn)化為該液體的等效高度h＊,確定等效自由液面。然后將整個鋼球曲面分段,分別考慮受力.的壓力體;再考慮隔板下面液體對曲面的作用力,即畫出b-c段曲面的壓力體；最后壓力體虛實抵消，圖中虛壓力體(-）為一球體和圓柱體體積之和，其中圓柱體底面直徑為隔板圓孔直徑.根據(jù)受力分析可知，當(dāng)x值等于某一值時，圓球所受的浮力和重力相同，當(dāng)x大于該值是圓球即被頂開，由受力平衡可確定這一臨界值。則xydcab【3-1】已知流場的速度分布為(2）由加速度公式得：，移加速度?【解】由流場的遷移加速度得2【解】因為是一段收縮管，其流動方向為從2點(diǎn)所在斷面流2L則2點(diǎn)的遷移加速度為L【解】由流線微分方程將速度分量代入流線微分方程并簡化，得兩邊積分，解得流線方程可見流線為一簇同心圓，當(dāng)c取不同值時,即為不同的流線?！?-5】已知平面流動的速度為，式中B為常數(shù)。求流線方程。【解】平面流動的速度分量代入流線微分方程簡化得變形得兩邊積分可解得流線方程最多輸送多少kg？【解】由質(zhì)量流量公式得【解】由平均流速公式得【解】由旋轉(zhuǎn)角速度【解】由流線方程即流函數(shù)的等值線方程,可得旋轉(zhuǎn)角速度可知，故為無旋流動.旋轉(zhuǎn)角速度