新版流体力学泵与风机蔡增基第五版下答案-新版.pdf
泵与风机课后习题参考答案(完整版)(基础教育)
泵与风机（课后习题答案）第五章5-1 水泵在n=1450r/min 时的性能曲线绘于图5-48中，问转速为多少时水泵供给管路中的流量为Hc=10+17500q v 2（q v 单位以m 3/s 计算）？已知管路特性曲线方程Hc=10+8000q v 2（q v 单位以m 3/s 计算）。
2q v (L/s) 0 10 20 30 40 50 q v (m 3/s) 0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 Hc （m ） 10 10.8 13.2 17.2 22.8 30同一水泵，且输送流体不变，则根据相似定律得：5-2 某水泵在管路上工作，管路特性曲线方程Hc=20+2000q v 2（q v 单位以m 3/s 计算），水泵性能曲线如图5-49所示，问水泵在管路中的供水量是多少？若再并联一台性能相同的水泵工作时，供水量如何变化？ 【解】绘出泵联后性能曲线2q v (L/s) 0 10 20 30 40 50 60 q v (m 3/s) 0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06Hc （m ） 20 20.2 20.8 21.8 23.2 25 27.2 管路特性曲线与泵并联后性能曲线交于M 点（56L/s ，25m ）.5-3为了增加管路中的送风量，将No.2风机和No.1风机并联工作，管路特性曲线方程为p =4 q v 2（q v 单位以m 3/s 计，p 以p a 计），No.1 及No.2风机的性能曲线绘于图5-50中，问管路中的风量增加了多少？2q v (103m 3/h) 0 5 10 15 20 25 q v (m 3/s) 0 1.4 2.8 4.2 5.6 7p （p a ）0 7.84 31.36 70.56 125.44 196 ×103m 3/h ，700p a ）于单独使用No.1风机相比增加了33×103-25×103=8 m 3/h5-4 某锅炉引风机，叶轮外径为1.6m ，q v -p 性能曲线绘于图5-51中，因锅炉提高出力，需改风机在B 点（q v =1.4×104m 3/h ，p =2452.5p a ）工作，若采用加长叶片的方法达到此目的，问叶片应加长多少？min /r 114246145030m m p m p =⨯==v v v q n n q q ，【解】锅炉引风机一般为离心式，可看作是低比转速。
流体力学泵与风机 课后习题答案详解 蔡增基 第五版 中国建筑工业出版社
流体力学泵与风机 2-15解：（1）当1γ为空气 21p p = ()A B p h z p =++γ ()h z p p p B A +=-=∆γ 3.010008.9⨯⨯= k p a pa 94.22940== （2）当1γ为油 31p p =()z H h p p A +++=γ1()H h p p B γγ++=13H h z H h p p p p p B A γγγγγ--+++-=-=∆131h z h 1γγγ-+=1.090002.010008.91.010008.9⨯-⨯⨯+⨯⨯= k p a pa 04.22040== 2-16 解：21p p =()211h h H p p M +++=水γ 212h h p p a 汞油γγ++=()2121h h p h h H p a M 汞油水γγγ++=+++()2.010008.96.1378502.05.110008.998011⨯⨯⨯+⨯=++⨯⨯+-h h 26656785098002.098005.1980098011+=+⨯+⨯+-h h 1960147009802665619501--+=hm h 63.51= 2-28解：()21h h p -=γ()()()b h h h b h h h h P 02210212145sin 45sin 21-+--=γγ()()145sin 22310008.9145sin 232310008.9210⨯-⨯⨯+⨯-⨯-⨯⨯⨯=kN N 65.343465022510008.9==⨯⨯=()()()Pbl h h h bl h h h h l D D D 222110212145sin 45sin 21-+--=γγm 45.222510008.9222210008.92322210008.9=⨯⨯⨯⨯⨯+⨯⨯⨯=2-32 解：b h h b h h P 0222145sin 2145sin γγ+=2222210008.9212222110008.9⨯⨯⨯⨯⨯+⨯⨯⨯⨯=kN N 8576.1106.1108572810008.9==⨯⨯=Ph h b h h h h b h h l D 02102202102145sin 3245sin 2145sin 245sin ⎪⎭⎫ ⎝⎛++⎪⎭⎫ ⎝⎛+=γγ2810008.92372410008.9222410008.9⨯⨯⨯⨯⨯+⨯⨯⨯=2613= 26722613=-=p l T P G l T l P l G ⨯=⨯+⨯ 22672810008.9162.19⨯=⨯⨯⨯+⨯TkN T 31.10134.27481.9=+=2-41解：245sin 0=⨯=r hb h h P x ⨯⨯⋅⋅=21γ4212210008.9⨯⨯⨯⨯⨯=kN N 2.3939200==V P z γ=b r r r⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯⨯-=00245cos 45sin 2136045πγ 4212281214.310008.92⨯⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯-⨯⨯⨯⨯= kN N 344.2222344==kN P 1.45344.222.3922=+=3057.0arctan 2.39344.22arctanarctan≈===xz P P α3-3解：（1）s m v d Q /0049.010025.04432323=⋅⋅=⋅=ππs kg Q /9.4=ρ（2）s m v d d v /625.032131=⎪⎪⎭⎫⎝⎛= s m v d d v /5.232232=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛= 3-5解：s m h m Q /778.2/1000033==s m dQv /2042≤=π所以，177.04=≥πv Q d所以，mm m d 45045.0== 此时，s m dQdQv /4.1763585.0112.114422====ππ3-6解：22543212054d d A A A A A ππ======22114012021d d A A ππ=⋅="='22224012021d d A A ππ=⋅="='22334012021d d A A ππ=⋅="='22444012021d d A A ππ=⋅="='22554012021d d A A ππ=⋅="='2214014d d ππ=d d 1011=d r 10211=2224034d d ππ=d d 1032=d r 10232=2234054d d ππ=d d 1053=d r 10253=2244074d d ππ=d d 1074=d r 10274=2254094d d ππ=d d 1035=d r 10235=()()54321254321220240u u u u u d u u u u u d Q G ++++=++++==πρπρρ3-7解：干管前端的质量流量为：42562.2211111d A v Q πρρ⨯⨯==()s kg /128544.005.042562.22=⨯⨯⨯=πs kg Q Q Q /064272.02132===ρρρ()s m A Q v /247.2204.043.2064272.022222=⋅⋅==πρρ()s m A Q v /05.18045.0424.2064272.023333=⋅⋅==πρρ3-10解：将基准面建立在B 点经过的水平面上，列能量方程：gv p z gv p z 222222221111αγαγ++=++其中，m z 2.11=m p 5.11=γs m v /21= s m v dd v /5.4122212==121==ααg p g 25.40225.12.1222++=++γ871.125.4225.12.1222=-++=ggp γ3-11解：将2点所在的水平面作为基准面，列能量方程： gv p z gv p z 222222221111αγαγ++=++31=z 02=zγγ21p p =s m v /31=gv p gp 2023322221++=++γγs m gh v /2.83222=+=32.822112=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=d d v v 所以，m d 12.02= 3-14解：以水面为基准面，列0-0和D-D 的能量方程：gv p z gv p z D D DD 22220000αγαγ++=++00=z00=γp02200=gv α 4-=D z0=γDpgv D D 2040002α++-=++ 所以，422=gv D D α，即，s m v D /85.88.924=⋅⋅=所以，s m v d Q D /017368.085.805.044322=⋅⋅==ππ81:1:2:24422==A D D D A A d d gv gv αα列0-0和A-A 断面的能量方程：gv p z gv p z A A AA 22220000αγαγ++=++8147000++-=++γAp所以，8147-=γAp 所以，kpa p A 1.68=列0-0和B-B 断面的能量方程：gv p z gv p z B B BB 22220000αγαγ++=++kpa p B 484.08.9814-=⋅-=列0-0和C-C 断面的能量方程：gv p z gv p z C C CC 22220000αγαγ++=++kpa p C 1.208.98142-=⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=0=D p3-18解：将基准面建在管道所在的水平面上，列能量方程：21222222111122-+++=++l h gv p z gv p z αγαγ128.998.0008.9490222+++=++gv α9.3222=gv s m v /74.82=3-19解：（1）（a ）将基准面建在A 所在的水平面上，列0-0和C-C 断面的能量方程：gv p z gv p z C C CC 22220000αγαγ++=++gv C C 2000042α++=++422=gv C C α s m v C /85.88.98=⨯=1:4:2:22222==B C C C B B s s gv gv αα122=gv B B α s m v /43.48.921=⨯= 且 B A v v =（b ） （c ）gv p z gv p z A A AA 22220000αγαγ++=++10004++=++γAp3=γAp k p a p A 4.29=（2）（a ）2122000022-+++=++l C C CC h gv p z gv p z αγαγ其中，gv gv h l 2324222121+=-gv gv gv 223200004222222++++=++54222=gv 所以，s m v /96.32=s m v v /96.12121==（b ） （c ）gv gv p z gv p z 2222212111120000+++=++αγαγ5300041++=++γp5341-=γp k p a p 32.331=gv gv gv p z gv p z 223242222222222220000++++=++αγαγ5423545400042⋅++++=++γp kpa p 76.112=3-20 解：()()212221221122-++=--++l a p v p z z v p ργγρs m d Q v /38.2005.014.34202.042221=⨯⨯⨯==πs m dQv /19.1005.014.3402.04222=⨯⨯==π2423222121v v p l ρρ+=-()()242322222122212211v v v p z z v p a ρρργγρ+++=--++22214v v =()()8.930306.02.1224232300212221221⨯+---+++=v v v v p ρρρρ()()8.930306.02.12424212230022222222⨯+---+++=v v v v ρρρρ8.9606.019.1026.0133002⨯⨯-⨯⨯+=pa 16.352=mm p h 6.449.716.3521===γ3-22解：s kN h kN G /048944.0/2.176==s m GQ /1347.77.08.910048944.033=⨯⨯==γs m dQdQv /09.914.31347.7444222=⨯===ππ()2122221122-++=-++l a p v p H v p ργγρ其中，01≈v ，pa h p 988.9101010331=⨯⨯⨯==-γ()γgv d H H 2035.0209.97.008.97.02.1098222+⨯+=⨯⨯-++-()8.97.08.9209.9035.0209.97.008.97.02.109822⨯⨯⨯+⨯+=⨯⨯-++-HHH H 0122.19.289.498+=+-所以，m H 64.32=()212211212212-++=-++l M M a p v p Hv p ργγρ()8.97.08.9209.9164.322035.0209.97.064.328.97.02.12109822⨯⨯⨯+⨯+=⨯⨯-++-M p 52.169.28968.7998++=+-M p所以，pa p M 45.63-= 3-26 3-28解：列连续性方程：s m DQv /18.34.014.344.04221=⨯⨯==πs m dQv /96.501.014.344.04222=⨯⨯==π列能量方程：gv p z gv p z 222222221111αγαγ++=++gv gv p 222112221ααγ-=m 98.1318.9218.396.5022=⨯-=kpa p 404.12938.998.1311=⨯=列动量方程：()12v v Q F-=∑ρ()12222144v v Q R d p D p -=-⨯-⨯ρππ()18.396.504.04.04404.12932-⨯=-⨯⨯R πkN R 339.14378.474.04.04404.12932=⨯-⨯⨯=πkN R 94.1112=3-33解：列能量方程：gv p z gv p z 222222221111αγαγ++=++其中，5321=v v 2221259v v =gv gv 209.0205.1222211αα++=++gv gv 225926.02222-=s m v /3.42= s m v /58.21=()12v v Q F-=∑ρ()1222212121v v Q R b h b h -=--ργγ其中，s m Q /644.45.12.158.23=⨯⨯=72.1644.410009.0108.9215.1108.9212323⨯⨯=-⨯⨯⨯-⨯⨯⨯RN R 2.480=4-2 （1） m mm d 1.0100== s kg Q /10=ρs m Q Q /01.03==ρρs m dQv /274.11.014.301.04422=⨯⨯==πs m /10519.126-⨯=ν 8387110519.11.0274.1Re 6=⨯⨯==-νvd（紊流）（2） s kg Q /10=ρs m Q Q /011765.0850103===ρρs m dQv /4987.11.014.3011765.04422=⨯⨯==π s m /1014.124-⨯=ν13151014.11.04987.1Re 4=⨯⨯==-νvd4-3 解：m d 3.0= C T 020= s m /107.1526-⨯=νs m dv /1067.1043.0107.152000Re 36max --⨯=⨯⋅=⋅=νs m A v Q /103947.743.014.31067.1043323max max --⨯=⨯⨯⨯=⋅=h kg Q /9.3136002.1103947.73=⨯⨯⨯=-ρ4-4 解：212=d d4212221==d d v v222111Re 2214Re ===ννd v d v 所以，2ReRe 21=4-12 紊流粗糙区，5106Re ⨯>νvd=Re ，所以，s m dv /14.325.010308.1106Re 65=⨯⨯⨯==-νs m d vQ /154.0425.014.314.34322=⨯==π4-13 s m s L Q /2.0/20031==s m dQ v /076433.44211==π 661107791.010308.125.0076433.4Re ⨯=⨯⨯==-νvds L Q /202= s m v /4076433.02=4210791.7Re ⨯=s L Q /53= s m v /1019.03= 43109478.1Re ⨯=查尼氏图，得到， 5106Re⨯=u4104Re ⨯=l123Re Re Re Re Re <<<<u l ，所以，1Q 属于紊流粗糙区，2Q 属于紊流过渡区，3Q 属于紊流光滑区， （1）对于1Q ，采用希弗林松公式，02326.025.0105.011.011.025.0325.01=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯=⎪⎭⎫⎝⎛=-d K λm gv d l h f 888.78.92076433.425.010002326.0222111=⨯⨯⨯==λ（2）对于2Q ，采用阿公式，02547.010791.76825.0105.011.0Re 6811.025.04325.02=⎪⎪⎭⎫⎝⎛⨯+⨯=⎪⎭⎫ ⎝⎛+=-d K λm gv d l h f 086.08.924076433.025.010002547.0222222=⨯⨯⨯==λ（3）对于3Q ，采用布公式02678.05.194773164.0Re3164.025.025.03===λm g v d l h f 005676.08.9244076433.025.010002678.0222333=⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯==λ4-15 5102Re⨯=u4000Re =lm d 05.0= m K 31025.0-⨯=s m dv u /028.405.010007.1102Re 65max =⨯⨯⨯==-νs L d v Q /905.7405.014.3028.4422maxmax =⨯==π26m i n 10056.805.010007.14000Re --⨯=⨯⨯==dv l νs L s m d v Q /1581.0/1001581.0405.014.310056.8432222minmin =⨯=⨯⨯==--π4-21 （1）a d d =212211av v =gv d l d v gv d l gv d l h f 2642Re 64221111211121111νλ===4212221211add v v h h f f ==19.1=a（2）75.425.12275.12122225.0225.0225.021125.0125.0125.021123164.023164.0ad d v v g v d l d v gv d l dvh h f f =⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛==νν16.1=a（3）25.525.11222122225.0221125.01211211.0211.0ad d v v gvd l d K gv d l d K h h f f =⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎭⎫⎝⎛⎪⎪⎭⎫⎝⎛=14.1=a4-24 解：s m Q /002742.0602329.03=⨯= s m dQv /3972.105.014.3002742.04422=⨯⨯==π629.022=⎪⎭⎫ ⎝⎛+g vd l ζλ ()629.08.923972.162=⨯+ζ3151.0=ζ4-26 解：（1） 突然缩小375.03145.7815.015.0121=⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=A A ζ mm m gvh j 5.760765.08.922375.022211==⨯==ζ（2）5.02=ζmm m gvh j 102102.08.9225.022222==⨯==ζ（3）1693145.781122213=⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=A A ζ mm m h j 115115.08.92216923==⨯=（4）14=ζmm m h j 204204.08.922124==⨯=4-27 解：()()gv v gv v h h m m j j 222121-+-=''+'()()()()02212221=-+--=''+'gv v gv v h h m m vmj j所以，221v v v m +=此时，()j j j h gv v g v v v g v v v h h 2221222222121212211=-=⎪⎭⎫⎝⎛-++⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=''+'4-29 解：s m h m Q /1044.4/16333-⨯==s m d Qv /2624.205.014.31044.44423211=⨯⨯⨯==-πs m dQv /5656.01.014.31044.44423222=⨯⨯⨯==-πm gv v p p h j 140674.08.925656.02624.28.910001739.522222121=⨯-+⨯⨯-=-+-=γgv h j 2211ζ= 5387.01=ζ gv h j 2222ζ= 619.82=ζ5-17 解：5.6082.014.32.12.01002.08842412111=⨯⨯⨯⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=d d l S p πρλ 7.30422.014.32.12.05002.08842422222=⨯⨯⨯⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=d d l S p πρλ973671.014.32.11.05002.08842432333=⨯⨯⨯⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=d d l S p πρλ 3.101018973677.30425.608321=++=++=p p p p S S S S22211/91.227215.03.101018m N Q S p p =⨯== 22222/1.258616.03.101018m N Q S p p =⨯==5-25 解：()()⎪⎩⎪⎨⎧=++=++=1021520232322223221SQ Q Q S SQ Q Q S SQ 610=S解得，s m Q /10472.4331-⨯= s m Q /1041.2332-⨯= s m Q /1063.0333-⨯=5-27 解：94.10348.92.014.32.020002.08842412111=⨯⨯⨯⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=g d d l S πλ 8.206988.91.014.31.0100025.08842422222=⨯⨯⨯⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=g d d l S πλ 78.37258.92.014.32.072002.08842432333=⨯⨯⨯⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=g d d l S πλ 038035.087.14311705.321111211=+=+='S S S 所以，25.6911='S1）()H QS S =+'231s m S S H Q /10186.604417163331-⨯==+'=2）H SQ=2H Q S =⎪⎭⎫⎝⎛'2211325133831432=+'=-'=S S S S gd πζ()1.25688.92.014.31325142=⨯⨯⨯=ζ5-28 解：286.1368.93.014.383.020002.084242=⨯⨯⨯⨯==g dd l S ABABAB AB πλ029.1098.93.014.383.016002.084242=⨯⨯⨯⨯==g d d l S AC ACACACπλ34.328.94.014.384.020002.084242=⨯⨯⨯⨯==g d d l S AD ADADADπλ772.818.93.014.383.012002.084242=⨯⨯⨯⨯===g d d l S S BC BCBCCDBC πλ5108.2⨯=A p2ABAB A Q S p γ= s m S p Q AB A AB /457868.08.91000286.136108.235=⨯⨯⨯==γ2ADAD A QS p γ= s m S p Q AD A AD /93993.08.9100034.32108.235=⨯⨯⨯==γ()()222BC BC BC AC A Q S Q S p +=()s m S S p Q Q BC AC ACD BC /23488.043=+==γs m Q Q Q BC AB /69275.022=+= s m Q Q Q CD AD /17481.123=+= s m Q Q Q /86756.13321=+= 22/2.44m kN Q S p BC BC C ==γ。
第五版 流体力学习题答案完整版
《流体力学》答案1-6．当空气温度从00C 增加至020C 时，ν值增加15%，容重减少10%，问此时μ值增加多少？⎡⎤⎣⎦解0000000000(115%90%)()()0.035 3.5%gggγγννμμρνρνμρνγν⨯---====1-7．图示为一水平方向运动的木板，其速度为1m s ，平板浮在油面上，油深 1mm δ=，油的0.09807Pa s μ=，求作用于平板单位面积上的阻力？⎡⎤⎣⎦解10.0980798.070.001du Pa dy τμ==⨯= 1-9．一底面积为4045cm ⨯，高为1cm 的木板，质量为5kg ，沿着涂有润滑油的斜面等速向下运动，已知1m v s =，1mm δ=，求润滑油的动力粘滞系数？⎡⎤⎣⎦解0T GSin α-= 55255131313T GSin G g g α==⋅=⨯⨯=所以 10.400.451800.001du T A dy μμμ==⨯=但 259.8070.10513180Pa s μ⨯==⋅⨯所以1-10．一个圆锥体绕其铅直中心轴等速旋转，锥体与固定壁的间距为δ＝1mm ，全部为润滑油充满，μ＝0.1Pa.s ，当旋转角速度ω＝16s －1，锥体底部半径R ＝0.3m,高H ＝0.5m 时，求：作用于圆锥的阻力矩。
解： 取微元体， 微元面积：阻力矩为：阻力： 阻力矩51213GVδ22cos 0dhdA r dl r du r dy dT dA dM dT rππθωτμμδτ=⋅=⋅-====⋅0333012cos 12()cos 12cos HHHM dM rdT r dAr r dh r dh r tg h tg h dhττπθωμπθδθωμπθδθ====⋅⋅=⋅⋅⋅=⋅=⋅⋅⋅⋅⎰⎰⎰⎰⎰⎰1-14．图示为一采暖系统图，由于水温升高引起水的体积膨胀，为了防止管道及暖气片胀裂，特在顶部设置一膨胀水箱，使水的体积有自由膨胀的余地，若系统内水的总体积38V m =，加热前后温度差050t C =，水的热胀系数0.0005α=，求膨胀水箱的最小容积？⎡⎤⎣⎦解因为 dV V dt α=所以 30.00058500.2dV Vdt m α==⨯⨯=2-2．在封闭管端完全真空的情况下，水银柱差250Z mm =，求盛水容器液面绝对压强1p 及测压管中水面高度1Z ？⎡⎤⎣⎦解312013.6109.80.056664a p Z p γ=+=⨯⨯⨯=11 6.6640.686809.8p Z m mm γ==== 2-6．封闭容器水面的绝对压强20107.7KNp m =，当地大气压强298.07a KNp m =，试求（1）水深0.8h m =的A 点的绝对压强和相对压强？（2）若容器水面距基准面高度5Z m =，求A 点的测压管高度和测压管水头。
流体力学泵与风机 蔡增基 第五版 下 答案讲解学习
流体力学泵与风机蔡增基第五版下答案1.描绘出下列流速场解：流线方程： yx u dy u dx = （a ）4=x u ，3=y u ，代入流线方程，积分：c x y +=43直线族（b ）4=x u ，x u y 3=，代入流线方程，积分：c x y +=283抛物线族（c ）y u x 4=，0=y u ，代入流线方程，积分：c y =直线族（d ）y u x 4=，3=y u ，代入流线方程，积分：c y x +=232抛物线族（e ）y u x 4=，x u y 3-=，代入流线方程，积分：c y x =+2243椭圆族（f ）y u x 4=，x u y 4=，代入流线方程，积分：c y x =-22双曲线族（g ）y u x 4=，x u y 4-=，代入流线方程，积分：c y x =+22同心圆（h ）4=x u ，0=y u ，代入流线方程，积分：c y =直线族（i ）4=x u ，x u y 4-=，代入流线方程，积分：c x y +-=22抛物线族（j ）x u x 4=，0=y u ，代入流线方程，积分：c y =直线族（k ）xy u x 4=，0=y u ，代入流线方程，积分：c y =直线族（l ）rc u r =，0=θu ，由换算公式：θθθsin cos u u u r x -=，θθθcos sin u u u r y +=220y x cx r xr c u x +=-=，220y x cyr y r c u y +=+=代入流线方程积分：c y x=直线族 （m ）0=r u ，r c u =θ，220y x cy r yr c u x +-=-=，220y x cxr x r c u y +=+=代入流线方程积分：c y x =+22同心圆2.在上题流速场中，哪些流动是无旋流动，哪些流动是有旋流动。
如果是有旋流动，它的旋转角速度的表达式是什么？解：无旋流有：x uy u yx ∂∂=∂∂（或r ru u r∂∂=∂∂θθ）（a ），（f ），（h ），（j ），（l ），（m ）为无旋流动，其余的为有旋流动对有旋流动，旋转角速度：)(21y ux u xy ∂∂-∂∂=ω（b ）23=ω （c ）2-=ω （d ）2-=ω （e ）27-=ω（g ）4-=ω （i ）2-=ω （k ）x 2-=ω3.在上题流速场中，求出各有势流动的流函数和势函数。
工程流体力学泵与风机课后答案
⼯程流体⼒学泵与风机课后答案第1章绪论1.1 试从⼒学分析的⾓度，⽐较流体与固体对外⼒抵抗能⼒的差别。
答：固体在承受⼀定的外⼒后才会发⽣形变;⽽流体只要承受任何切⼒都会发⽣流动，直到切⼒消失;流体不能承受拉⼒，只能承受压⼒。
1.2 何谓连续介质模型？为了研究流体机械运动的规律，说明引⽤连续介质模型的必要性和可能性。
答：把流体当做是由密集质点构成的、内部⽆空隙的连续体来研究，这就是连续介质模型。
建⽴连续介质模型，是为了避开分⼦运动的复杂性，对流体物质的结构进⾏简化，建⽴连续介质模型后．流体运动中的物理量都可视为空间坐标和时间变址的连续函数．这样就可⽤数学分析⽅法来研究流体运动。
1.3 按作⽤⽅式的不同，以下作⽤⼒：压⼒、重⼒、引⼒、摩擦⼒、惯性⼒，哪些是表⾯⼒？哪些是质量⼒？答：压⼒、摩擦⼒是表⾯⼒；重⼒、引⼒、惯性⼒是质量⼒。
1.4 为什么说流体运动的摩擦阻⼒是内摩擦阻⼒？它与固体运动的摩擦⼒有何不同？答：上平板带动与其相邻的流层运动，⽽能影响到内部各流层运动，说明内部各流层间存在切向⼒，即内摩擦⼒，这就是黏滞性的宏观表象。
也就是说，黏滞性就是流体的内摩擦特性。
摩擦阻⼒存在于内部各流层之间，所以叫内摩擦阻⼒。
固体运动的摩擦⼒只作⽤于固体与接触⾯之间，内摩擦阻⼒作⽤于流体各流层之间。
1.5 什么是流体的粘滞性？它对流体流动有什么作⽤？动⼒粘滞系数µ和运动粘滞系数v有何区别及联系？答：黏滞性的定义⼜可表⽰为流体阻抗剪切变形的特性。
由于流体具有黏性,在流动时存在着内摩擦⼒,便会产⽣流动阻⼒，因⽽为克服流动阻⼒就必然会消耗⼀部分机械能。
消耗的这部分机械能转变为热，或被流体吸收增加了流体的内能,或向外界散失，从⽽使得推动流体流动的机械能越来越⼩。
运动黏滞系数是动⼒黏滞系数与密度的⽐。
1.6 液体和⽓体的粘度随着温度变化的趋向是否相同？为什么？答：⽔的黏滞系数随温度升⾼⽽减⼩，空⽓的黏滞系数则随温度升⾼⽽增⼤。
新版流体力学泵与风机蔡增基第五版下答案-新版.pdf
xa
ux
y 2 ( y2 ( x a) 2 y 2 ( x a) 2 )
Q
y
y
uy
ห้องสมุดไป่ตู้
x 2 ( y 2 (x a)2 y 2 ( x a) 2 )
4 ydy
3xdx 2 y2 3 x2 2
（g）积分路径可以选
0,0 x,0 : dy 0, y 0
x,0 x, y : dx 0, x x
4ydy ( 4x)dx 2 y 2 2x 2
（L ）积分路径可以选 0,0 x,0 : dy 0, y 0
x,0 x, y : dx 0, x x
ux ur cos u sin
1.描绘出下列流速场 解：流线方程： dx dy
ux uy
（a） u x 4 ， u y 3 ，代入流线方程，积分：
3 y xc
4
直线族 （b） u x 4 ， u y 3x ，代入流线方程，积分：
y 3 x2 c 8
抛物线族
（c） u x 4y ， uy 0 ，代入流线方程，积分： y c
直线族 （d） u x 4 y ， uy 3 ，代入流线方程，积分：
xa
6
驻点在 y 0, x
l 处，由 l 2
2,b
0.5 得椭圆轮廓方程：
x2 1
y2 (0.25) 2
1
即： x2 16 y2 1
8. 确定绕圆柱流场的轮廓线，主要取决于哪些量？已知
R 2 m ，求流函数和势函数。
解：需要流速 v0 ，柱体半径 R
v0 (r ∵R 2
R2 ) sin
r ∴ v0(r
4) sin r
R2
v0 (r
) cos
流体力学泵与风机(第五版)蔡增基课后习答案(一)
流动阻力和能量损失1.如图所示：（1）绘制水头线；（2）若关小上游阀门A ，各段水头线如何变化？若关小下游阀门B ，各段水头线又如何变化？（3）若分别关小或开大阀门A 和B ，对固定断面1-1的压强产生什么影响？解：（1）略（2）A 点阻力加大，从A 点起，总水头线平行下移。
由于流量减少，动能减少，使总水头线与测压管水头线之间的距离减小，即A 点以上，测压管水头线上移。
A 点以下，测压管水头线不变，同理讨论关小B 的闸门情况。
（3）由于1—1断面在A 点的下游，又由于A 点以下测压管水头线不变，所以开大或者关小阀门对1—1断面的压强不受影响。
对B 点，关小闸门，B 点以上测压管水头线上移，使1—1断面压强变大，反之亦然。
2.用直径的管道，输送流量为的水，如水温为mm d 100=s kg /105℃，试确定管内水的流态。
如用这样管道输送同样质量流量的石油，已知石油密度，运动粘滞系数3850m kg =ρ，试确定石油的流态。
s cm 214.1=υ解：（1）5℃时，水的运动粘滞系数sm 2610519.1−×=υ，=Av Q Q ρρ==v()231.0410110×××π20008386310519.1)1.0(41011.010Re 623>=××××××==−πυvd 故为紊流（2）200013141014.1)1.0(48501.010Re 42<=×××××=−π故为层流3.有一圆形风道，管径为300mm ，输送的空气温度20℃，求气流保持层流时的最大流量。
若输送的空气量为200kg/h ，气流是层流还是紊流？解：20℃时,空气的运动粘滞系数sm v 26107.15−−×=3205.1m kg =ρ2000Re ==υvdsm v 105.03.0107.1520006=××=−hkg s kg vA Q m 32109.83.04105.0205.132=×=×××==−πρ故，为紊流h kg 2004.水流经过一渐扩管，如小断面的直径为，大断面的直径1d 为，而，试问哪个断面雷诺数大？这两个断面的雷2d 221=d d 诺数的比值是多少？21Re Re 解：；2211A v A v Q ==4)(2122121===d dA A v v2214Re Re 221121=×==d v d v 故直径为的雷诺数大1d 5.有一蒸汽冷凝器，内有250根平行的黄铜管，通过的冷却水总流量为8L/s ，水温为10℃，为了使黄铜管内冷却水保持为紊流（紊流时黄铜管的热交换性能比层流好），问黄铜管的直径不得超过多少？解：0℃时,水的运动粘滞系数υ=1.31×10−6m 2/s24250d Q v ⋅⋅=π要使冷却水保持紊流,则4000Re ≥，4000≥υvd mm vd 61031.14000−××≤即：mmd 67.7≤若最小Re 取2000时，mmd 3.15≤6.设圆管直径，管长，输送石油的流量mm d 200=m L 1000=运动粘滞s L Q /40=系数，求沿程水头损失。
《流体力学及泵与风机》习题解答
= −2 x − y
＝－1
ε zz =
∂v z =0 ∂z
ϖz =
∂v 1 ∂ (rvθ ) − r 2r ∂r ∂θ
∴ϖ z =
r02 r02 1 − v 1 − sin θ + v ( 1 − ) sin θ ∞ =0 ∞ 2 2 2r r r
H = z 2 − z1 +
v2 1.7 2 + hw = 0.2 + + 3.25 = 3.6m 2g 2 × 9.8
2
1
－9 解 由题意可知：在 y 方向 z 方向上速度可近似为 0,即： v
y
= vz = 0 ∂v x =0 ∂x ∂v x =0 ∂z
流 动 为 定 常 流 动 、 在 z 方 向 为 无 穷 大 故 ： ∂∂t = 0 根据公式（1－37）得
1 6
－解
令被测管道的体积流量为 Q ， 则
A1v1 = A2 v 2 = Q v1 = v 2 A2 A1 p1 + ρg ( z1 − z 2 + h) = p 2 + ρ m gh p1 − p 2 = ( ρ m − ρ ) gh − ρg ( z1 − z 2 )
（1） （2） （3）
易知：
f y = − g cos θ
fz = 0
0 = g sin θ −
∂ 2vx 1 ∂p +υ ρ ∂x ∂y 2
（1）
0 = − g cos θ −
0=
1 ∂p ρ ∂y
（2） （3）
显然 p = p( x, y) 同 1－9 题一样，由（2）得 p ( x, y ) = − ρg cos θy + c( x) 代入（1）式并积分