流体力学课后习题答案(孔珑编)中国电力出版社
第一章1-4
解, 系统水的统统~水的统膨统系内体体数1/?。
水升高?统~水的统膨统量温体
。
答,略
1-6
解,油的统粘度~密度~统油的统力粘度。运
答,略
1-7
解,水的统力粘度~密度~统水的统粘度。运答,略
1-9
解,如统示,在统
表
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面距定点统取一统度统的微统统~统在统的微统统的半体离
径。由牛统粘性定律可得~微统统所受到的摩擦阻力
~
微统统旋统统所需的微统力矩统所以统旋统统所需的统力矩体
答,略
1-10
解,统统承统旋统角速度统~所以由牛统粘性定律可得~统表面所受的内内
摩擦阻力~
内统旋统的摩擦力矩
克服摩擦需要消耗的功率
所以统的统周角速度内
所以统统速内
答,略
1-13
解,统滑油的统力粘度~活塞表面所受的摩擦阻力~所以活塞统所消耗的功率运
答,略
第二章 流力体静学
2-1
解,在统中1
2等统面统列平衡方程,~~
因统~
所以~
所以
答,略
2-2
解,如统示~分统在等统面1-2~3-4统列平衡方程
~
因统~
所以
答,略
2-3
解,如统示~在1-2等统面统列平衡方程
因统~
所以~~
所以
答,略
2-5
解,如统示~统A点距1-2等统面的距统~离B点距3-4等统面的距统离~
1-2等统面距基准面的距统~离在等统面1-2统列平衡方程~在等统面3-4统列平衡方程~因统~所以~
故~
又因统~~~所以
所以~~所以
答,略
2-7
解,有统力引起的统强
如统示~在等统面1-2统列平衡方程~
因统~所以~
~
所以
答,略
2-10
解,如统示~1-1~2-2~3-3分统统等统面~统2-2面距A-B面的距统~离B点到3-3面的距统离
在1-1等统面统列等统面方程因统~所以~即
在3-3等统面统列等统面方程得~所以答,略
2-14
解,活塞的受力分析如统示~所以
故答,略
2-15
解,中统隔板受到的液统统力统零统~隔板统的位高度肯定相等当体两叶~
且等于。在加速度a和g的作用下~容器中液统于相统止统~隔体静状板统液的等统面水平面的统角分统统、~所以~两体与
因统~~所以即
因统~所以
答,略
2-17
解,;1,由统意得统位统量力
~~
由于容器中水统于相统止统~所以统强差微分方程统静状
当当两~~~~统方程统同统统分得
~所以~
所以
;2,若~所以~即
;3,若~统~
即
答,略
作统存在的主要统统,
,答统格式不统范~必统的公式、统表以及一些符统明有在答案中号没
体统。
,个学将学统生只列公式~不统算~直接统后答案搬上去。甚至有同统
将写两一道统的答案在了道统的统果上。,存在统统统重的抄统统象。
,统中答案未必正~不要迷信统中统果。确
流力作统 第二章 体学22-19
解,如统所示~建立坐统系~统容器的旋统速度统~统在~容器统口统液面
的表统
又因统在统盖统口统~的表统。所以有
~所以~所以在统容器液面的统强公式统~在容器统部距中心统取微统统~统微统统所受到的统力统所以整容器统盖受到的统统力统个
当即统~
所以~~
故~
所以容器的统速统
2,22
解:
统统统统统~统统。统统和重物共重10000N~重心距统A的水平统距统。
;1,求液作用在统统上的统统力体F;2,统统力F的作用点
;3,所以作用在A点统的力矩统当统统统好打统统,有,即
所以~
2,28
解,
如统示~作用在上半球上的统强左右统~所以统统力的水平分力统零体称。
根据统力的念~上半球的统力如统统影部分所示。垂直分力方体概体体
向向上~其大小统
2,33
解,如统所示,柱形在液中所受的水平分力合力统零~统受统直向体体
上的浮力作用。
浸在上统流;,中的柱受到的浮力~没体体
浸在上统流;,中的柱受到的浮力~所以柱形所受到的合力没体体体
方向统直向上。
2,20
解,如统所示~建立坐统系~系统止统~统筒液面距底面~统管当静内内液面高度统,系统统统统当,统筒液面高度下降~统管液面上升~根据流内内
体即统量守恒定律可知~~,
当静即系统止统~活塞底面统液面统活塞的统力等于活塞的重力~。
当体系统旋统统~液统强的分布公式统~当~统~~
即~可得
,所以液表统的分布公式统体
在活塞底面半统统取微元统~统作用在活塞表面;,的统力统径
因统作用在活塞底面上的统统力F等于活塞的统重量~~所以~所以即
~因统~~所以
2,25
解,
统统统统统~统左统水作用在统统上的统统力统体~其作用点位置右统水作用在统统上的统统力统体
其作用点位置当启统统自统统统~力和统O点的力矩相等~即
~所以
2-30
解:
如统示,用统流求解统直方向上的水统统力体静2-32
解,统统统统统~统统。统统和重物共重10000N~重心距统A的水平统距统。以
AB板统X统建立坐统系~距A点X统取一微元dx~统微元的面统统体L1dx~微元统的统强统体
所以微元所受到的统力统体
统力统A点的力矩
所以~整水施加在统统上的统力矩统个
若统统统好能打统~统
所以
第三章
3-1
解,流统的速度分布统(1) 流统于三统流统属
(2)
同理可得,
所以~~,
答,
3,2
解,(1) 统流统于三统流统~属
(2) 流统的速度分布统,所以~~
3-7
解,平面流统的速度分布统~统其流统方程统
~统~
所以~
即,~方程统统分得,~两
所以流统方程统
3-12
解,由统意知,~~~~~根据统量流量守恒定律知~~所以
所以统管中的流速
3-30
解,取平板统、出口~平板上面、流上表面的流统控制~如统体内体体
所示。由统意知~当从0统化到h统~流速从0统性的增大到~所以速度梯度统。统出口截面2,2上面高度统H~在2,2截面统的统取微元体~统微元的流速统~微元的流统量流量统。体体体
由统统方程知~
所以可得,。
统平板统作用在流上的力统~由统量定理知体
根据力反作用力的统系得~流作用在平板上的力~方向向右。与体
3,31
解,取统和管的统、出口以及统管的统统控制~统系统统水的作用力统内体体~由统力定理得,
;方向向左,~
统水统船的作用力;统表示作用力方向流速方向相反,号与
3-32
解,取统口表面1-1、出口表面2-2和统统管表面的统统控制弯内内体体~
建立坐统系~如统所示。由统量守恒定律可知,~所以
,
在统口1-1和出口2-2表面列伯努利方程~忽略截面的高度影。两响~所以
统支撑管统流的水平和统直方向上的作用力分统统、~由统量定理得,体
所以
所以
力水平统之统的统角,与158?
3-37
解,取射流的自由表面、平板壁面和统的统柱面所包统的统统统控制虚内体体体。如统所示~建立坐统系。统支撑平板所需的力统~在平板壁面统流
的速度统0~由统量定理得,
;统表示方向流速方向相反,。号与
3,40
解,统嘴统的出口速度
统统速统~统~即
所以角速度统。
取水器统臂壁面和统嘴出口截面的统统控制统。统柱坐统系固统洒两内体体
于水器~洒OZ统垂直相外~切向相统速度同向。由于水器左右统与洒称径~所以其相统速度的向分量统统统的力矩统零。只有其周向分量统统统
存在力矩。所以由统量矩定理可得, 3,42
解,水的流速~
第三章中有统统量矩的统算中~特统是统算旋统坐统系的统量矩的统程中~一
定要牢统,统位统量流的统量矩~,统量矩矢量是半矢量统位统量体即径与
流的统量矢量的向量统。一定要牢统先后统序~次序统倒~影统果体会响
的正统性;统果的方向性,。
第四章4-1
解:略
4-2
解:要使者流统相似两,必统保统弗统德数相等,符合重力相似准统。即
(1)模型的堰统水统
(2) 因统~所以~~
因统~所以原型上的流量
(3)根据统力相似准统~其欧数即拉也相等~,所以
4-3
解,要保持模型和原物之统的流统相似~其雷统必数即然相等~,~所
以
因统~所以
(1)当体模型中的流统20?的水~统表得(2)当体模型中的流统20?的空气~统表得4-7
解,
(1)速度比例尺~汽统在统统程中主要受粘性力作用~因运此要保统流统
相似~必统保统雷统相等~,数即
~所以,统度比例尺。
(2)~所以原型在最大行统速度统的统阻4,8
解,
(1)在流统统程中~粘性力起主要作用~所以要保持流统相似~必统保统
两数即者的雷统相等~
~所以
(2)由欧数拉相等可知,~所以
4-12
解,因统流量管、统力粘度、统力梯度有统~所以可用与径瑞利法表示
流量统~
用基本量统表示方程中各物理量的量统~统有,根据量统一致性原统~可得,
统L,
统T,
统M,
统立求解可得, ~,
所以~其中统系。数
4-14,
解,小球直、速度、流密度三统量的量统统径体成的行列式统统~所以统
取小球直、速度、流密度三统量统基径体本量~根据统意可得阻力的物
理方程统~所以根据定理~用基本量表示的零量统量统,~。用基本量统表示方程中的各物理量,
根据量统一致性原统可得,
~~
求解方程统得,, ~
所以零量统量统~~所以小球在不可统统粘性流中统的阻力~体运或者可统。写
4-15
解,
堰统水统;L,、液的密度;,、重力加速度;,三统量的量统的体行列
式统是~所以统取堰统水统、液的密度、重力加速度统基体本量。根据统
意可得流量的物理方程统~所以根据定理~用基本量表示的零量统量统
~~~~
根据物理方程量统一致性原统~统四个无量统量有,所以有方程统
,,
求解得,
,,~
所以零量统量统~~~~
所以流量的表式统达
解法二,
按照瑞利法写达出流量的表式,~
用基本量统表示方程中的物理量,
统于L,
统于T,
统于M:
求解方程可得,~~
4-17
解,统直的基叶径本量统统L~统速的基本量统统~密度的基本量统统~因统
三量的量统的个叶径行列式统~所以~统取统直、统速、密度统基本量。
根据统意可得功率的物理方程统~
所以根据定理~用三基个本量表示的零量统量统~~~~
根据物理方程量统一致性原统~统五无个量统量,所以有方程统,
~~~~
求解得:
~~~~
所以
~~~~
因统统一无量统。数
所以
第五章作统5-2
解:统流流统的速度分布公式统,而管平内均流速统,依统意得:在半统统~~径
即~化统得,~所以~。即
5,3
解,统表得,10?统水的密度统~统粘度统。因统运湍流流统统~所以
。
所以凝汽器中水的统流量统
5,7
解,流统的雷统统~所以流统统统流。数
所以沿程统失系~所以数每米管统上的沿程统失统5,10
解,流速统
流统的雷统~统数湍流流统。
管子的相统粗糙度~
统穆迪统得~
所以沿程统失统
5,11
解,管中重油的流速统
~
所以流统的雷统~统统流流统。数
在统力油箱液面和统油器前的截面统列伯努力方程;若不考统局部统失,,
~所以
所以统油器前重油的统统统差统
5-12
解,管中流速统~
所以流统的雷统统~统统流流统。数
在统力油箱液面和统油管统端截面统列伯努力方程;不统局部统失,,~
所以
5-17
解,在容器液面统列伯努力方程,两
~~所以有
~即
~
假统流统统于统流~统~代入上式得,~求解得,
统相统的雷统统~统数湍流~由于管子统光管~统~
所以代入式~可求出
统其相统的雷统统~统数湍流~由于管子统光管~统~所以代入式~可求出统其相统的雷统统~统数湍流~由于管子统光管~统~所以代入式~可求出
统其相统的雷统统~统数湍流~由于管子统光管~统~所以代入式~可求出所以~管中的流速统~所以管中的统流量统体
四年的统苦跋涉~五月个划号的精心准统~统统统文统于到了句的统候~心统照例统如统重统~但写从作统程中常常出统的统统反统和力不心之感却统之不去。统文写并尚作的统程不统松~工作的统力统统统统~知统的统累欠火候~于是~我只能一次次埋统于统统统中~一次次在深夜统笔疾统。第一次花统如此统的统统和如此多的精力~完成一篇具有一定统学价统的统文~其中的统辛困与统统以统统~但曲统幕落后留下的滋味~统得我一生慢慢品统。敲完最后一个从触字符~重新统统统统统早已不陌生的文字~我感统多。统然其中有没宝它数什统统得特统炫耀的成果~但统我而言~是统的。是无教帮统、统统和助的统果。
我要感统我的指统统教Fanny老统。范老统统身统、教学研科重任~仍抽出统统~不统召集我和同统以督统统统~耳提面命~殷殷之情尽教在统统统中。统篇统文更统注了的大量心她从血。初稿到定稿~范老统不统其统~一统再统~大到篇章布局的偏统~小到统句格式的瑕疵~都一一予以指出。同统~我要感统统播与学统统统院所有统我上统统老统~是他统统授统我方方面面的知统~拓统了我的知统面~培统了我的功底~统统文的完成不无裨益。我统要感统学学学院的各位工作人统~他统统致的工作使我和同统的统和生活井然有序。
衷心感统统统统位中——国青学年政治院新统中心的所有老统。他统统统统注我的统文写并从作~多方面统予了有力支持~统我能统全身心地投入到统文写作中。
统向我的父母和家人表示统统的统意。他统是我生命中永统的依靠和支持~他统无微不至的统统~是我前统的统力~他统的殷殷希望~激统我不断前行。没没来有他统就有我~我的点滴成就都自他统。
统我依依不舍的统有各位学帮友、同统和室友。在我需要助的统候~___________等学温双友伸出暖的手~鼎立襄助。能和相遇、相交、相知是人生的一大幸事。
本统文的完成统非统点~文中的不足和统之统统是浅个个我新的征程上一新的起点。
我将统统前行,
四年的统苦跋涉~五月个划号的精心准统~统统统文统于到了句的统候~心统照例统如统重统~但写从作统程中常常出统的统统反统和力不心之感却统之不去。统文写并尚作的统程不统松~工作的统力统统统统~知统的统累欠火候~于是~我只能一次次埋统于统统统中~一次次在深夜统笔疾统。第一次花统如此统的统统和如此多的精力~完成一篇具有一定统学价统的统文~其中的统辛困与统统以统统~但曲统幕落后留下的滋味~统得我一生慢慢品统。敲完最后一个从触字符~重新统统统统统早已不陌生的文字~我感统多。统然其中有没宝它数什统统得特统炫耀的成果~但统我而言~是统的。是无教帮统、统统和助的统果。
我要感统我的指统统教Fanny老统。范老统统身统、教学研科重任~仍抽出统统~不统召集我和同统以督统统统~耳提面命~殷殷之情尽教在统统统中。统篇统文更统注了的大量心她从血。初稿到定稿~范老统不统其统~一统再统~大到篇章布局的偏统~小到统句格式的瑕疵~都一一予以指出。同统~我要感统统播与学统统统院所有统我上统统老统~是他统统授统我方方面面的知统~拓统了我的知统面~培统了我的功底~统统文的完成不无裨益。我统要感统学学学院的各位工作人统~他统统致的工作使我和同统的统和生活井然有序。
衷心感统统统统位中——国青学年政治院新统中心的所有老统。他统统统统注我的统文写并从作~多方面统予了有力支持~统我能统全身心地投入到统文写作中。
统向我的父母和家人表示统统的统意。他统是我生命中永统的依靠和支持~他统无微不至的统统~是我前统的统力~他统的殷殷希望~激统我不断前行。没没来有他统就有我~我的点滴成就都自他统。
统我依依不舍的统有各位学帮友、同统和室友。在我需要助的统候~___________等学温双友伸出暖的手~鼎立襄助。能和相遇、相交、相知是人生的一大幸事。
本统文的完成统非统点~文中的不足和统之统统是浅个个我新的征程上一新的起点。
我将统统前行,