湖北工业大学流体力学作业答案版谷风书屋

1、1、已知油的重度为7800n/m3，求它的密度和比重。试求0.2m3此种油的质量和重量各为多少？已知：7800n/m3；v0.2m3。解析：(1) 油的密度为 ；油的比重为 (2) 0.2m3的油的质量和重量分别为 2、体积为5m3的水在温度不变的条件下，压力从1大气压增加到5大气压，体积减小了1l，求水的体积压缩系数和弹性系数值。已知：v5.0m3，p11.0×105pa，p25.0×105pa，v1l。解析：由(19)和(110)式，得水的体积压缩系数及弹性系数值分别为 3、一块可动平板与另一块不动平板同时浸在某种液体中，它们之间的距离为0.5mm，可动板若以 0.25

2、m/s的速度移动，假设板间流体中的速度分布是线性的，为了维持这个速度需要单位面积上的作用力为2n/m2，求这两块平板间流体的动力黏度。解：板间流体的速度梯度可计算为由牛顿切应力定律，可得两块平板间流体的动力黏度为4、流场的速度分布为，求流体在点（2，1，4）和时间t =3s 时的速度、加速度。解：代入点 （2，1，4） 和时间t =3，得速度值为 代入点（2、1、4）与t=3的值，得加速度的值5、管道直径d=100mm，输送水的流量为10kg/s，水温为50c，水的运动粘性系数=1.52×10-6m2/s，试确定管内水流的流态。如用这管道输送同样质量的石油，已知石油的密度=850kg

3、/m3，运动粘性系数=1.14cm2/s，试确定石油的流态。解：50c时， 水的雷诺数re为：，紊流石油：，层流1、 封闭容器中水面的绝对压力为p1105kpa，当地大气压力为pa=98.1kpa，a点在水面下6m，试求：(1)a点的相对压力；(2)测压管中水面与容器中水面的高差。已知：p1=105kpa，pa=98.1kpa，h1=6m。解析：(1) 依据题意列静力学方程，得a点的相对压力为 (2) 测压管中水面与容器中水面的高差为 2、倾斜的矩形平板闸门，长为ab，宽b2m，设水深h8m，试求作用在闸门上的静水总压力及其对端点a的力矩。已知：b=2m，h=8m，h0=be=4m，=ae=3

4、m。解析：依据图意知 ；闸门面积为 。闸门所受的总压力为 压力中心d距形心c的距离为 压力中心d距a点的距离为 静水总压力对端点a的力矩为 3、多管水银测压计用来测水箱中的表面压力。图中高程的单位为m，当地大气压力为105pa，试求水面的绝对压力p0。已知：所有尺寸见附图，当地大气压力为105pa。解析：左右两侧的u型管，以及中部的倒u型管中1、2、3点所在的水平面均为等压面，依据题意列静力学方程 第四章,第五章作业1. 有一输油管道，在内径为20cm的截面上流速为2m/s，求另一内径为5cm截面上的流速以及管道内的质量流量.已知油的密度为850kg/m3。解：已知d1=20cm=0.2m u

5、1=2m/s d2=0.05m 根据连续方程，有(d12)2*u1=u2*(d22)2所以u2=d12*u1/d22=32m/s m=q=(d12)2*u1=850*0.01*3.14*2=53.38kg/s2如图所示直立圆管管径为10mm，一端装有直径为5mm的喷嘴，喷嘴中心里圆管截面处的高度为3.6m，从喷嘴排入大气的水流出口速度为18m/s。不计摩擦损失，计算截面处所需的相对压强。解：d1=10mm=0.01m a1=(0.01/2)2*3.14=7.85e-5 m2. d2=5mm, a2=a1/4=1.92e-5 m2因为u2=18m/s，根据连续方程 u2*a2=u1*a1 u1=

6、18/4=4.5m/s。根据伯努利方程有u122+gz1+p1=u222+gz2+p2所以u2-2u122+gz2-z1=p1-p2而端压力为空气大气压，相对压强为0。所以 （182-4.52）/2+9.8*3.6*1000=p1=1.87×105pa3332 高压水管末端的喷嘴如图，出口直径d10cm，管端直径d40cm，流量q0.4m3/s，喷嘴和管道以法兰连接，共用12个螺栓，不计水和管嘴的重量，求每个螺栓受力多少？解：(1) 由流量计算式，得 (2) 列喷嘴进出口的伯努利方程 得 (3) 设喷嘴对水流的反作用力为rx，列动量方程，坐标系的方向为流体的流动方向， 则每个螺栓受力

7、为 4流量为0.06m3/s的水，流过如图所示的变直径管段，截面处管径d1250mm，截面处管径d2150mm，、两截面高差为2m，截面压力p1120kn/m2，压头损失不计。试求：(1)如水向下流动，截面的压力及水银压差计的读数；(2)如水向上流动，截面的压力及水银压差计的读数。解：已知：q=0.06m3/s，d1=250mm，d2=150mm，h=2m，p1=120kn/m2。 (1) 由连续性方程，得 (2) 列出、两截面间的伯努利方程，基准面取在截面上；同时列出u型管的静力学方程， 得 (3) 如果水向上流动，并且不计压头损失，所得结果与上述相同。5水射流由直径d6cm的喷嘴垂直向上喷

8、射，离开喷口的速度为15m/s，若能支撑一块重100n的平板，射流喷射的高度z为多少？解：(1) 取管嘴出口至平板间的水体为分析对象，建立坐标系，方向垂直向上，设射流冲击平板时的速度为u2，根据动量方程 则 (2) 列管嘴出口至平板间的伯努利方程，得 所以 第六章 作业1.水平放置的毛细管粘度计，内径d=0.5mm，两测点间的管长l=1.0m，液体的密度=999kg/m3，当液体的流量qv=880mm3/s时，两测点间的压降 p=1.0mpa，试求 该液体的粘度。解 :假定流动为充分发展的层流，由有关公式得=r4p8ql=3.14*(0.5×10-3)4*1.0×1068*16*1*880*10-9=1.743×10-3pa.s由于re=4qd=4*880×10-9×999*0.5×10-3×1.743×10-3=1284<2300，表明层流的假设是对的，计算成立。2. 铁皮风管直径d400mm，风量q1.2m3/s，空气温度为20，试求沿