工程流体力学课后作业答案-莫乃榕版本
工程流体力学 绪论 华中科技大学 莫乃榕主编
第一章绪论1、什么叫流体？流体与固体的区别？流体是指可以流动的物质，包括气体和液体。
与固体相比，流体分子间引力较小，分子运动剧烈，分子排列松散，这就决定了流体不能保持一定的形状，具有较大流动性。
2、流体中气体和液体的主要区别有哪些？（1）气体有很大的压缩性，而液体的压缩性非常小；（2）容器内的气体将充满整个容器，而液体则有可能存在自由液面。
3、什么是连续介质假设？引入的意义是什么？流体充满着一个空间时是不留任何空隙的，即把流体看作是自由介质。
意义：不必研究大量分子的瞬间运动状态，而只要描述流体宏观状态物理量，如密度、质量等。
4、何谓流体的压缩性和膨胀性？如何度量？压缩性：温度不变的条件下，流体体积随压力变化而变化的性质。
用体积压缩系数βp表示，单位Pa-1。
膨胀性：压力不变的条件下，流体体积随温度变化而变化的性质。
用体积膨胀系数βt表示，单位K-1。
5、何谓流体的粘性，如何度量粘性大小，与温度关系？流体所具有的阻碍流体流动，即阻碍流体质点间相对运动的性质称为粘滞性，简称粘性。
用粘度µ来表示，单位N·S/m2或Pa·S。
液体粘度随温度的升高而减小，气体粘度随温度升高而增大。
6、作用在流体上的力怎样分类，如何表示？（1）质量力：采用单位流体质量所受到的质量力f表示；（2）表面力：常用单位面积上的表面力Pn表示，单位Pa。
7、什么情况下粘性应力为零？（1）静止流体（2）理想流体第二章流体静力学1、流体静压力有哪些特性？怎样证明？（1）静压力沿作用面内法线方向，即垂直指向作用面。
证明：○1流体静止时只有法向力没有切向力，静压力只能沿法线方向；○2流体不能承受拉力，只能承受压力；所以，静压力唯一可能的方向就是内法线方向。
（2）静止流体中任何一点上各个方向静压力大小相等，与作用方向无关。
证明：2、静力学基本方程式的意义和使用范围？静力学基本方程式:Z+gP=C 或 Z1+gP1=Z2+gP 2（1）几何意义：静止流体中测压管水头为常数物理意义：静止流体中总比能为常数（2）使用范围：重力作用下静止的均质流体 3、等压面及其特性如何？在充满平衡流体的空间里，静压力相等的各点组成的平面称为等压面。
工程流体力学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年
工程流体力学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.随流动雷诺数增大，管流壁面粘性底层的厚度也愈大。
参考答案:错误2.对于音速．如下说法不正确的是：参考答案:流体中的声速是状态参数的函数3.平板湍流边界层的厚度与距前缘的距离x成正比，与雷诺数Re成反比。
参考答案:错误4.边界层的外边界不是流线，流体可以通过边界层外边界流入流出边界层。
参考答案:正确5.当水流的实际雷诺数小于流态判别数时，水流为湍流。
参考答案:错误6.一输油管和输水管在当直径、长度、壁面粗糙度均相等时，则沿程水头损失必相等。
参考答案:正确7.在圆管流中，层流的断面流速分布符合：参考答案:抛物线规律8.在湍流粗糙管中：参考答案:水头损失与断面平均流速的平方成正比9.圆管流动过流断面上的切应力分布为：参考答案:管轴处是零，且与半径成正比10.既然是一个量，就必定有量纲。
参考答案:错误11.同时满足雷诺准则和弗劳德准则一般是不可能的参考答案:正确12.激波是超声速气流的基本现象之一，它是一种的过程：参考答案:压强上升，密度上升，流速下降13.在平板混合边界层中，层流边界层转捩点位置离前缘越远，摩擦阻力系数就越小。
参考答案:正确14.平板层流边界层厚度____与雷诺数Re的____成反比。
雷诺数愈大，边界层厚度越薄。
参考答案:平方根15.输水管道模型试验，长度比例尺为8，模型管道的流量应为原型管道流量的：参考答案:1/816.定常流时，流线随的形状不随时间变化，流线不一定与迹线相重合。
参考答案:错误17.用U 形水银测压计测A点压强，h1=500mm，h2=300mm，A点的压强是：【图片】参考答案:63700N/m218.在重力作用下静止液体中，等压面是水平面的条件是参考答案:同一种液体，相互连通19.在下列各组流体中，属于牛顿流体的为（）。
参考答案:水、空气、汽油20.如果原型流动中粘滞力占主要作用，则流动相似考虑雷诺相似。
工程流体力课后学习题与答案三、流体动力基础（可编辑）
工程流体力课后学习题与答案三、流体动力基础流体动力基础3－1? 已知流场的速度分布为，试确定（1）属于几维流动？（2）求（3，1，2）点的加速度。
[三维流动；，，] 3－2? 已知流场的速度分布为，试确定（1）属于几维流动？（2）求（1，2，3）点的加速度。
[二维流动；，，] 3－3? 已知流场的速度分布为，试确定（1）属于几维流动？（2）求（2，2，3）点的加速度。
[三维流动；，] 3－4? 已知流场中速度分布为。
问：（1）该流动是否定常流动？（2）求t=0时点（1，1，1）上流体微团的加速度。
[属非定常流动；，，] 3－5? 不可压缩流体定常流过一喷嘴，喷嘴截面积A（x）是沿流动方向x变化的，若喷嘴中的体积流量为qv，按一维流动求喷嘴中流体流动的加速度。
[] 3－6? 已知平面流动的速度分布规律为，式中为常数，求流线的方程并画出几条流线。
[x2+y2=常数] 3－7? 一输油管道，在内径30cm的截面上的流速为2m/s，求另一10cm的截面上的流速和质量流量。
已知油的密度为850 kg/m。
[18m/s；120.1 kg/s] 3－8 已知一流场内速度分布为：? ，求证通过任意一个以原点为圆心的同心圆的流量都相等（z方向取单位长度）。
提示：将流场速度以极坐标表示。
3－9? 两水平放置的平行平板相距am，其间流体流动的速度为，坐标系原点选在下平板上，y轴和平板垂直。
试确定平板间的体积流量和平均流速。
[－?m3/s；－m/s] 3－10? 不可压缩流体在直径20mm的管叉中流动，一支管的直径为10mm，另一支管的直径为15mm，若10mm管内的流动速度为0.3m/s，15mm管内的流动速度为0.6m/s，试计算总管内流体的流动速度和体积流量。
[0.413m/s；129.7×10－6m3/s] 3－11?水龙头和压力水箱相连接，若水龙头的入流速度不计，计示压强为1.7×10 N/m2，水龙头向大气中喷水，设水柱成单根流线，试计算水流能够到达的最大高度。
工程流体力学课后习题答案
第1章 绪论【1-1】500cm 3的某种液体，在天平上称得其质量为0.453kg ，试求其密度和相对密度。
【解】液体的密度3340.4530.90610 kg/m 510m V ρ-===⨯⨯ 相对密度330.906100.9061.010w ρδρ⨯===⨯ 【1-2】体积为5m 3的水，在温度不变的条件下，当压强从98000Pa 增加到4.9×105Pa 时，体积减少1L 。
求水的压缩系数和弹性系数。
【解】由压缩系数公式10-1510.001 5.110 Pa 5(4.91098000)p dV V dP β-=-==⨯⨯⨯- 910111.9610 Pa 5.110pE β-===⨯⨯ 【1-3】温度为20℃，流量为60m 3/h 的水流入加热器，如果水的体积膨胀系数βt =0.00055K -1，问加热到80℃后从加热器中流出时的体积流量变为多少？ 【解】根据膨胀系数1t dV V dtβ=则2113600.00055(8020)6061.98 m /ht Q Q dt Q β=+=⨯⨯-+= 【1-4】用200升汽油桶装相对密度0.70的汽油。
罐装时液面上压强为98000Pa 。
封闭后由于温度变化升高了20℃，此时汽油的蒸汽压力为17640Pa 。
若汽油的膨胀系数为0.0006K -1，弹性系数为13.72×106Pa ，（1）试计算由于压力温度变化所增加的体积，（2）问灌装时汽油的体积最多不应超过桶体积的百分之多少？【解】（1）由1β=-=P pdV Vdp E可得，由于压力改变而减少的体积为6200176400.257L 13.7210⨯∆=-===⨯P p VdP V dV E 由于温度变化而增加的体积，可由1β=tt dV V dT得 0.000620020 2.40L β∆===⨯⨯=t t t V dV VdT（2）因为∆∆tp V V ，相比之下可以忽略由压力变化引起的体积改变，则由 200L β+=t V V dT得1198.8%200110.000620β===++⨯t V dT 【1-5】图中表示浮在油面上的平板，其水平运动速度为u =1m/s ，δ=10mm ，油品的粘度μ=0.9807Pa ·s ，求作用在平板单位面积上的阻力。
工程流体力学课后习题答案4-7章
第四章 流体动力学【4-1】直径d =100mm 的虹吸管，位置如图所示。
求流量和2、3点的压力（不计水头损失）。
【解】列1、4点所在断面的伯努利方程，以过4点的水平面为基准面。
24500 0029.8v ++=++⨯得 4 =9.9 m/s v 2234 3.140.19.90.078 m /s 44π==⨯⨯=Q d v列1、2点所在断面的伯努利方程，以过1点的水平面为基准面222000 02p v g gρ++=++ （v 2=v 4）得 2242210009.9 4.910Pa 22ρ⨯=-=-=-⨯v p列1、3点所在断面的伯努利方程，以过1点的水平面为基准面233000 22p v g gρ++=++ （v 3=v 4）得 2439.9298001000 6.8610Pa 2=-⨯-⨯=-⨯p【4-2】一个倒置的U 形测压管，上部为相对密度0.8的油，用来测定水管中点的速度。
若读数△h =200mm ，求管中流速u =?【解】选取如图所示1-1、2-2断面列伯努利方程，以水管轴线为基准线212 0 002w w p p u g g gρρ++=++其中：p 1和p 2分别为1-1、2-2断面轴线上的压力。
设U 形测压管中油的最低液面到轴线的距离为x ，选取U 形测压管中油的最高液面为等压面，则12()w o w p gx g h p g x h ρρρ--∆=-+∆题 4-1图21()w o p p g h ρρ-=-∆则0.885m/s u ==【4-3】图示为一文丘里管和压力计，试推导体积流量和压力计读数之间的关系式。
当z 1=z 2时，ρ=1000kg/m 3，ρH =13.6×103kg/m 3，d 1=500mm ，d 2=50mm ，H =0.4m ，流量系数α=0.9时，求Q =？ 【解】列1-1、2-2断面的伯努利方程、以过1-1断面中心点的水平线为基准线。
工程流体力学课后习题答案
第1章 绪论【1-1】500cm 3的某种液体，在天平上称得其质量为0.453kg ，试求其密度和相对密度。
【解】液体的密度3340.4530.90610 kg/m 510m V ρ-===⨯⨯ 相对密度330.906100.9061.010w ρδρ⨯===⨯ 【1-2】体积为5m 3的水，在温度不变的条件下，当压强从98000Pa 增加到4.9×105Pa 时，体积减少1L 。
求水的压缩系数和弹性系数。
【解】由压缩系数公式10-1510.001 5.110 Pa 5(4.91098000)p dV V dP β-=-==⨯⨯⨯- 910111.9610 Pa 5.110pE β-===⨯⨯ 【1-3】温度为20℃，流量为60m 3/h 的水流入加热器，如果水的体积膨胀系数βt =0.00055K -1，问加热到80℃后从加热器中流出时的体积流量变为多少？ 【解】根据膨胀系数1t dV V dtβ=则2113600.00055(8020)6061.98 m /ht Q Q dt Q β=+=⨯⨯-+= 【1-4】用200升汽油桶装相对密度0.70的汽油。
罐装时液面上压强为98000Pa 。
封闭后由于温度变化升高了20℃，此时汽油的蒸汽压力为17640Pa 。
若汽油的膨胀系数为0.0006K -1，弹性系数为13.72×106Pa ，（1）试计算由于压力温度变化所增加的体积，（2）问灌装时汽油的体积最多不应超过桶体积的百分之多少？【解】（1）由1β=-=P pdV Vdp E可得，由于压力改变而减少的体积为6200176400.257L 13.7210⨯∆=-===⨯P p VdP V dV E 由于温度变化而增加的体积，可由1β=tt dV V dT得 0.000620020 2.40L β∆===⨯⨯=t t t V dV VdT（2）因为∆∆tp V V ，相比之下可以忽略由压力变化引起的体积改变，则由 200L β+=t V V dT得1198.8%200110.000620β===++⨯t V dT 【1-5】图中表示浮在油面上的平板，其水平运动速度为u =1m/s ，δ=10mm ，油品的粘度μ=0.9807Pa ·s ，求作用在平板单位面积上的阻力。
工程流体力学课后习题答案
工程流体力学课后习题答案(第二版)(总22页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--第一章 绪论1-1．20℃的水，当温度升至80℃时，其体积增加多少 [解] 温度变化前后质量守恒，即2211V V ρρ= 又20℃时，水的密度31/23.998m kg =ρ 80℃时，水的密度32/83.971m kg =ρ 321125679.2m V V ==∴ρρ 则增加的体积为3120679.0m V V V =-=∆1-2．当空气温度从0℃增加至20℃时，运动粘度ν增加15%，重度γ减少10%，问此时动力粘度μ增加多少（百分数）[解] 原原ρννρμ)1.01()15.01(-+==原原原μρν035.1035.1==035.0035.1=-=-原原原原原μμμμμμ此时动力粘度μ增加了%1-3．有一矩形断面的宽渠道，其水流速度分布为μρ/)5.0(002.02y hy g u -=，式中ρ、μ分别为水的密度和动力粘度，h 为水深。
试求m h 5.0=时渠底（y =0）处的切应力。
[解] μρ/)(002.0y h g dydu-=)(002.0y h g dydu-==∴ρμτ 当h =，y =0时)05.0(807.91000002.0-⨯⨯=τPa 807.9=1-4．一底面积为45×50cm 2，高为1cm 的木块，质量为5kg ，沿涂有润滑油的斜面向下作等速运动，木块运动速度u=1m/s ，油层厚1cm ，斜坡角 （见图示），求油的粘度。
[解] 木块重量沿斜坡分力F 与切力T 平衡时，等速下滑yu AT mg d d sin μθ== 001.0145.04.062.22sin 8.95sin ⨯⨯⨯⨯==δθμu A mg s Pa 1047.0⋅=μ1-5．已知液体中流速沿y 方向分布如图示三种情况，试根据牛顿内摩擦定律yud d μτ=，定性绘出切应力沿y 方向的分布图。
工程流体力学课后习题1莫乃榕版
详细解答
解：首先计算平板受到的压力F。根据已知条件，平板受到的压力可以表 示为F=积分（kx）dxdy，其中积分范围是x从-无穷大到a，y从0到W。 积分结果为F=k*积分（x）dxdy=k*（a*W/2）=k*a*W/2。
然后根据牛顿第二定律，平板的运动规律可以表示为ma=F。将F的表达 式代入牛顿第二定律中，得到ma=k*a*W/2。
课程目标
通过本课程的学习，学生应掌握流 体力学的基本原理和方法，能够分 析和解决实际工程中的流体问题。
02
习题解析
问题描述
01 02
题目
一无限长的矩形区域内有均匀分布的压力场，压力场强度为 p=kx，其中k为常数。在该区域内，有一矩形平板，长为L， 宽为W，质量为m，放置在x轴上，离坐标原点O的距离为a。 平板受到的压力作用，其方向与x轴平行。平板在压力作用 下沿x轴方向运动，求平板的运动规律。Fra bibliotek定性。
航空航天领域的流体动力学
总结词
航空航天领域中流体动力学应用广泛，涉及飞行器设计、推进系统、航天器热控制等。
详细描述
在航空航天领域，流体动力学是至关重要的学科。飞行器的设计需要充分考虑空气动力学原理，如机翼设计 和尾翼布局，以实现升力、阻力和操纵力的最佳平衡。推进系统中的发动机燃烧室和喷管设计也需要精确计
拓展题目
寻找与原题目相关的其他题目，可以 是同一章节或不同章节的题目，进行 综合练习，提高自己的知识应用能力 。
对未来学习的建议与思考
深入理解概念
在解题过程中，要深入理解工程流体 力学的概念和原理，掌握其本质，以 便更好地应对各种题目。
注重实践应用
持续学习与反思
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流体力学练习题第一章1-1解：设：柴油的密度为ρ，重度为γ；40C 水的密度为ρ0，重度为γ0。
则在同一地点的相对密度和比重为：0ρρ=d ，0γγ=c 30/830100083.0m kg d =⨯=⨯=ρρ30/81348.9100083.0m N c =⨯⨯=⨯=γγ1-2解：336/1260101026.1m kg =⨯⨯=-ρ3/123488.91260m N g =⨯==ργ1-3解：269/106.191096.101.0m N E VVV Vp p V V p p p ⨯=⨯⨯=∆-=∆-=∆⇒∆∆-=ββ 1-4解：N m p V V p /105.21041010002956--⨯=⨯=∆∆-=β 299/104.0105.211m N E pp ⨯=⨯==-β 1-5解：1）求体积膨涨量和桶内压强受温度增加的影响，200升汽油的体积膨涨量为：()l T V V T T 4.2202000006.00=⨯⨯=∆=∆β由于容器封闭，体积不变，从而因体积膨涨量使容器内压强升高，体积压缩量等于体积膨涨量。
故：26400/1027.16108.9140004.22004.2m N E V V V V V V p p T T pTT ⨯=⨯⨯⨯+=∆+∆-=∆+∆-=∆β2）在保证液面压强增量0.18个大气压下，求桶内最大能装的汽油质量。
设装的汽油体积为V ，那么：体积膨涨量为：T V V T T ∆=∆β体积压缩量为：()()T V E p V V E pV T pT p p ∆+∆=∆+∆=∆β1 因此，温度升高和压强升高联合作用的结果，应满足：()()⎪⎪⎭⎫⎝⎛∆-∆+=∆-∆+=p T p T E p T V V T V V 1110ββ ()())(63.197108.9140001018.01200006.0120011450l E p T V V p T =⎪⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯⨯-⨯⨯+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∆-∆+=β()kg V m 34.1381063.19710007.03=⨯⨯⨯==-ρ1-6解：石油的动力粘度：s pa .028.01.010028=⨯=μ 石油的运动粘度：s m /1011.39.01000028.025-⨯=⨯==ρμν 1-7解：石油的运动粘度：s m St /1044.01004025-⨯===ν 石油的动力粘度：s pa .0356.0104100089.05=⨯⨯⨯==-ρνμ1-8解：2/1147001.01147.1m N u=⨯==δμτ 1-9解：()()2/5.1621196.012.0215.0065.021m N d D uu=-⨯=-==μδμτN L d F 54.85.16214.01196.014.3=⨯⨯⨯=⨯⨯⨯=τπ第二章2-4解：设：测压管中空气的压强为p 2，水银的密度为1ρ，水的密度为2ρ。
在水银面建立等压面1-1，在测压管与容器连接处建立等压面2-2。
根据等压面理论，有21p gh p a +=ρ （1）gz p z H g p 2221)(ρρ+=++（2）由式（1）解出p 2后代入（2），整理得：gz gh p z H g p a 2121)(ρρρ+-=++)(559.08.91360018.91000105.1745.08.9136004121水银柱mm ggHp p h a =⨯⨯⨯-⨯-⨯⨯=--=ρρ 2-5解：设：水银的密度为1ρ，水的密度为2ρ，油的密度为3ρ；4.0=h ，6.11=h ，3.02=h ，5.03=h 。
根据等压面理论，在等压面1-1上有：()Pah h h g p gh p p gh h h h g p a a 55321231031321201039.15.03.06.18.91000100013.15.08.913600)()(⨯=++⨯⨯-⨯+⨯⨯=++-+=+=+++ρρρρ在等压面2-2上有：()mhh H p gH gh gh p 5.18004.06.110003212032120=-⨯=-=++=+ρρρρρρ2-6解：设：甘油的密度为1ρ，油的密度为2ρ，4.0=h 。
根据等压面理论，在等压面1-1上有：mh h H p h g h H g p 26.17007.012604.0)(210120=⨯+=∆+=+∆=-+ρρρρ 2-7解：设：水银的密度为1ρ，油的密度为2ρ。
根据等压面理论，当进气关1通气时，在等压面1-1上有：011120p h g gH p +∆=+ρρ（1）当进气关2通气时，在等压面1-1上有：021220p h g gH p '+∆=+'ρρ（2） 式（1）-式（2），得：()()()()ah h g H H h h g g h h g H H g 2112121122211212∆-∆=-∆-∆==∆-∆=-ρρργρρ2122212212h h ah h g g h g H ∆-∆∆=∆=∆=γρρρ2-8解：设：水银的密度为1ρ，热水的密度为2ρ，锅炉内蒸汽压强为1p ，大气压强为0p 。
根据等压面理论，在等压面1-1上有：0211p gh p +=ρ（1）在等压面2-2上有：012221p gz gz p +=+ρρ（2）将式（1）代入（2），得：01222210p gz gz gh p +=++ρρρ221211ρρh z z h =-= 2-9解：设：水银的密度为1ρ，水的密度为2ρ。
根据等压面理论，在等压面1-1上有：()1212-++=++h Z g p gh gZ p A B A A ρρρ()()()Pagh h g ghgZ h Z g p p A A B A 512122107154.05.08.91360015.08.9100011⨯-=⨯⨯--⨯⨯=--=---+=-ρρρρρ2-10解：设：水银的密度为1ρ，油的密度为2ρ。
根据题意，有：22p gZ p A A +=ρ（1） ()32p h Z g p A B +∆+=ρ（2）根据等压面理论，在等压面1-1上有：312p h g p +∆=ρ（3）将式（3）代入（1），得：312p h g gZ p A A +∆+=ρρ（4）将（4）-（2），得：()()Pahg p p B A 98125.08.9920100021=⨯⨯-=∆-=-ρρ2-11解：设：水的密度为1ρ，油的密度为2ρ。
根据题意，有：()21p h Z g p B A +∆+=ρ 221p h g gZ p B B +∆+=ρρ()()Pahg p p B A 98125.08.9920100021=⨯⨯-=∆-=-ρρ 2-12解：设：手轮的转数为n ，则油被压缩的体积为：nt d V 24π-=∆根据压缩性，有：68.222.0141075.43001025044210522=⨯⨯⨯⨯⨯⨯=∆=⇒∆=∆∆-=-ππβπβt d pV n pVntd p V V P P 2-13解：设：水银的密度为1ρ，水的密度为2ρ。
根据等压面理论，在等压面1-1上有：gz p gh p p gh gz p 201012ρρρρ-+=⇒+=+当测压管下移z ∆时，根据压缩性，在等压面1-1上有：()()()zh g z g gh gp z z g gz p gh gp z z g p h p h g z z g p ∆+=∆+=-∆++-+=-∆++='+'=∆++12121102201102012ρρρρρρρρρρρρρ2-14解：建立坐标如图所示，根据匀加速直线运动容器中相对静止液体的等压面方程，有：c ax gz =--ρ 设x=0时，自由界面的Z 坐标为Z 1，则自由界面方程为：x ga z z -=1 设x=L 时，自由界面的Z 坐标为Z 2，即：()2212112/633.13.005.08.9s m L gh L z z g a L g az z L g a z z =⨯==-=⇒=-⇒-= 2-15解：根据题意，容器在Z 方向作匀加速运动。
建立坐标如图所示，根据匀加速直线运动容器中相对静止液体的压强方程，有：c Z a p dz a dp z z +=⇒=ρρ当Z=0时，p=p 0。
则0p Z a p z +=ρ1）容器以6m/s 2匀加速向上运动时，8.1568.9=+=z a ，则：Pa p 11580010118.1510005=⨯+⨯⨯=2）容器以6m/s 2匀加速向下运动时，8.368.9=-=z a ，则：Pa p 10380010118.310005=⨯+⨯⨯=3）容器匀加速自由下落时，0.08.98.9=-=z a ，则：Pa p 10000010110.010005=⨯+⨯⨯=4）容器以15m/s 2匀加速向下运动时，2.5158.9-=-=z a ，则：Pa p 9480010112.510005=⨯+⨯⨯-=2-16解：建立坐标如图所示，根据匀速旋转容器中相对静止液体的液面等压面方程，有：22021r gz z ω+=式中r=0时，自由界面的Z 坐标为Z 0。
1)求转速n 1由于没有液体甩出，旋转前后液体体积相等，则：⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯+=⨯⨯⨯⨯=⎰42202/012168181224D g D Z dr z r h D D ωπππ2201161D gZ h ω+=2210161D gh Z ω-= （1）当式中r=R 时，自由界面的Z 坐标为H ，则：22081D gz H ω+= （2）将式（1）代入（2），得：()()s rad D g h H DgD g h H /667.183.08.93.05.016168116122122221=⨯-⨯=-=+-=ωωωmin /25.1782667.18602601r n =⨯==ππω 2)求转速n 2当转速为n 2时，自由界面的最下端与容器底部接触，z 0=0。
因此，自由界面方程为：22221r gz ω=当式中r=R 时，自由界面的Z 坐标为H ，则：s rad gH R R g H /87.205.08.9215.0121212222=⨯⨯==⇒=ωωmin /29.199287.206026022r n =⨯==ππω m D g h 25.03.08.987.20161161222222===ω2-17解：建立坐标如图所示，根据题意，闸门受到的液体总压力为：N B H gP 5.165375.15.1218.910002122=⨯⨯⨯⨯==ρ 在不考虑闸门自重的情况下，提起闸门的力F 为：N P F 25.115765.165377.0=⨯==μ2-18解：建立坐标如图所示。