流體力學(xué)第二版 課后習(xí)題答案

1、流體力學(xué)第二版 課后習(xí)題答案1-1 解：已知：，a=60mm，u=15m/s，h=10mm根據(jù)牛頓內(nèi)摩擦力定律：設(shè)平板寬度為b，則平板面積上表面單位寬度受到的內(nèi)摩擦力：/m，方向水平向左下表面單位寬度受到的內(nèi)摩擦力：/m，方向水平向左平板單位寬度上受到的阻力：，方向水平向左。211-2 解：，u=0.25m/s根據(jù)，有：1-3 解：，d=2.5cm=0.025m，=0.001m，u=3cm/s=0.03m/s設(shè)管段長(zhǎng)度l，管段表面積：?jiǎn)挝婚L(zhǎng)度管壁上粘滯力：1-4 解：，u=1m/s，1-5 解：，根據(jù)牛頓內(nèi)摩擦定律，切應(yīng)力：小微元表面積：小微元受到的粘滯力：小微元粘滯力的力矩：圓錐體所受到的合

2、力矩：習(xí)題【2】2-1 解：，hABhB 2-2 解：，2管中為空氣部分近似的為各點(diǎn)壓強(qiáng)相等。1有：2-3 解： ，根據(jù)真空表讀數(shù)，可知M點(diǎn)相對(duì)壓強(qiáng)1-2是等壓面12有：2.4 解：如圖1-2是等壓面，3-4是等壓面，5-6段充的是空氣，因此，6-7是等壓面，建立各點(diǎn)的壓強(qiáng)：y12576 zx34聯(lián)立有：聯(lián)立有：有：2-5 解：，22-6 解：，11-2是等壓面x為空氣，則可以忽略2-7 解：，有：2-16 解：，繪制壓強(qiáng)分布圖g(h1-h)時(shí)，作用于擋板的壓力的作用點(diǎn)距離池底的距離：gh1軸位于作用點(diǎn)下方，即可自動(dòng)開(kāi)啟即時(shí)，即可自動(dòng)開(kāi)啟。2-17 解：，圖解法1：繪制壓強(qiáng)分布圖壓力分為兩部分

3、：作用方向垂直于閘門(mén)指向右。作用點(diǎn)：作用方向垂直于閘門(mén)指向右。作用點(diǎn)：總壓力大?。嚎倝毫ψ饔梅较虼怪庇陂l門(mén)指向右。根據(jù)合力矩定理：有作用點(diǎn)：xxyyP1gh2gh1P2S2S1g（h1-h2）圖解法1 圖解法2圖解法2：繪制壓強(qiáng)分布圖左側(cè)：作用方向垂直于閘門(mén)指向右。作用點(diǎn)：作用方向垂直于閘門(mén)指向左。作用點(diǎn)：總壓力大小：總壓力作用方向垂直于閘門(mén)指向右。根據(jù)合力矩定理：有作用點(diǎn)：2-18 解：總壓力大小為：壓力作用點(diǎn)距離形心C的距離為：將，帶入，有：總壓力對(duì)軸的力矩：M與hc無(wú)關(guān)。2-20 解： ，繪制壓強(qiáng)分布圖，壓強(qiáng)分布圖為一個(gè)矩形g（h1-h2）總壓力大?。嚎倝毫Φ淖饔命c(diǎn)距離轉(zhuǎn)軸N點(diǎn)距離：把擋

4、板關(guān)緊需要施加給轉(zhuǎn)軸的力矩：2-21 解：，繪制壓強(qiáng)分布圖g（h1+h2）gh1gh1作用在AB板上的壓力大?。鹤饔梅较蛩较蛴易饔迷贐C板上的壓力大?。鹤饔梅较虼怪庇贐C面，與水平方向成45夾角，向右。折板ABC受到的靜水總壓力：總壓力大?。?-22解：，繪制壓強(qiáng)分布圖xygh平面AB所受水的壓力：壓力作用點(diǎn)距離B點(diǎn)距離：作用方向：垂直于AB面指向左。支桿的支撐力T的作用點(diǎn)D距離B點(diǎn)距離：平面AB靜止，則對(duì)于B點(diǎn)的合力矩為0有：有：2-24 解：，液面上的相對(duì)壓強(qiáng)：相對(duì)壓強(qiáng)為0的自由液面距離液面距離：繪制壓強(qiáng)分布圖h2h1gh2gh1hy作用于AB面上的壓強(qiáng)大?。鹤饔命c(diǎn)距離B點(diǎn)的距離：2-2

5、5 解：PzPzPz2-26 解：，繪制水平作用力的靜水壓強(qiáng)分布圖，閘門(mén)AB受到垂直分力的壓力體ghPxPzBA閘門(mén)AB受到的水平壓力：水平分力方向：水平向右壓力體的體積：閘門(mén)AB受到的垂直分力：垂直分力方向：豎直向上閘門(mén)AB受到的總壓力：壓力作用方向和水平方向角度：方向指向右習(xí)題【3】3-6 解：，以過(guò)2-2斷面為基準(zhǔn)面，忽略能量損失，列1-1，2-2斷面能量方程：11 （注：）22根據(jù)連續(xù)性方程：3-8 解：，列A、B點(diǎn)的能量方程：壓差計(jì)測(cè)定：則：圓管流動(dòng)中最大流速在管軸處，即為A點(diǎn)流速平均流速：流量：3-9 解：，閥門(mén)關(guān)閉時(shí)列1-1，2-2斷面能量方程：閥門(mén)打開(kāi)時(shí)列1-1，2-2斷面能量

6、方程：聯(lián)立方程得到：流量：3-12 解：，以1-1斷面為基準(zhǔn)面，忽略能量損失，列1-1，2-2斷面能量方程：22根據(jù)壓差計(jì)：11根據(jù)連續(xù)性方程：代入能量方程，有：流量：3-15 解：，以地面為基準(zhǔn)面，列1-1，2-2斷面能量方程：基準(zhǔn)面2211根據(jù)壓差計(jì)：根據(jù)連續(xù)性方程：代入能量方程：流量：3-19 解：，水泵揚(yáng)程：電動(dòng)機(jī)功率：3-20 解：，F(xiàn)yx331122以1-1，2-2，3-3斷面間流體為控制體，建立x-y坐標(biāo)系受力分析：由于自由射流，流體為無(wú)壓流，不考慮重力，控制體只受到平面對(duì)流體的作用力F。列x軸方向動(dòng)量方程：列y軸方向動(dòng)量方程：流速：則：流體對(duì)平面的作用力大小為1.97kN，方向

7、垂直于平面指向左側(cè)。以水平面為基準(zhǔn)面，則列1-1，2-2斷面能量方程：列1-1，3-3斷面能量方程：又根據(jù)連續(xù)性方程：則：解方程組3-21 解：根據(jù)連續(xù)性方程：得到：以1-1，2-2，3-3斷面間流體為控制體，建立x-y坐標(biāo)系Fyx332211受力分析：由于自由射流，流體為無(wú)壓流，不考慮重力，控制體只受到平面對(duì)流體的作用力F。列x軸方向動(dòng)量方程：列y軸方向動(dòng)量方程：以水平面為基準(zhǔn)面，則列1-1，2-2斷面能量方程：列1-1，3-3斷面能量方程：則：解方程組3-25 解：d1150mm0.15m，d275mm0.075m，p12.06105Pa，Q0.02m3/s以1-1，2-2斷面間流體為控制

8、體，建立x-y坐標(biāo)系TTyTx2211受力分析：流體1-1，2-2斷面受到水流的壓力P1，P2，彎管對(duì)流體的作用力T，其在x、y軸方向分力分別為T(mén)x，Ty，由于水平放置，重力和支撐力平衡。列x軸方向動(dòng)量方程：1-1斷面受到壓力：2-2斷面平均流速：求得：列y軸方向動(dòng)量方程：1-1斷面平均流速：以水平面為基準(zhǔn)面，則，且忽略能量損失，列1-1，2-2斷面能量方程：2-2斷面受到的壓力：求得：彎管對(duì)流體作用力：作用力與水平方向夾角：習(xí)題【4】4-2 解：，流體的體積流量：流速：以管軸面為基準(zhǔn)面，列1-1，2-2斷面能量方程：因?yàn)?，則有：根據(jù)壓差計(jì)：則：又，流體流動(dòng)屬于圓管層流，則帶入達(dá)西公式，則有：4-25 解：，以管軸面為基準(zhǔn)面，11列1-1，2-2斷面