流体力学和流体机械教材课后题答案解析

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过程流体机械第二版课后习题答案

过程流体机械第二版课后习题答案

过程流体机械第二版课后习题答案过程流体机械第二版课后习题答案在学习过程流体机械这门课程时,课后习题是非常重要的一部分。

通过做习题,我们可以巩固课堂上所学的知识,提高自己的解题能力。

下面是过程流体机械第二版的一些课后习题的答案,供大家参考。

1. 问题:什么是流体力学?请简要解释。

答案:流体力学是研究流体运动和流体力学性质的科学。

它主要研究流体的运动规律、流体内部的力学性质以及流体与固体的相互作用等问题。

流体力学的研究范围包括流体的运动方程、流体的力学性质、流体的流动特性等。

2. 问题:什么是流体的黏性?黏性对流体流动有何影响?答案:流体的黏性是指流体内部分子之间的相互作用力。

黏性对流体流动有很大的影响。

当流体的黏性较大时,流体流动时会产生较大的阻力,流体的流动速度较慢;当流体的黏性较小时,流体流动时会产生较小的阻力,流体的流动速度较快。

3. 问题:什么是雷诺数?雷诺数与流体的流动特性有何关系?答案:雷诺数是描述流体流动状态的一个无量纲参数,它由流体的密度、流体的速度、流体的长度尺度以及流体的黏性决定。

雷诺数与流体的流动特性有很大的关系。

当雷诺数较小时,流体的流动状态为层流;当雷诺数较大时,流体的流动状态为湍流。

4. 问题:什么是流量?如何计算流量?答案:流量是单位时间内通过某一截面的液体或气体的体积。

流量的计算公式为:Q = A × V,其中Q表示流量,A表示截面的面积,V表示流体的速度。

5. 问题:什么是动量守恒定律?请简要解释。

答案:动量守恒定律是指在一个封闭系统中,当没有外力作用时,系统的总动量保持不变。

即系统中所有物体的动量之和在时间上保持不变。

6. 问题:什么是能量守恒定律?请简要解释。

答案:能量守恒定律是指在一个封闭系统中,当没有外部能量输入或输出时,系统的总能量保持不变。

即系统中所有物体的能量之和在时间上保持不变。

通过以上的习题答案,我们可以看出过程流体机械的内容是非常丰富的。

流体力学课后习题答案 第3章习题

流体力学课后习题答案 第3章习题

0
0
x
2 Q2 Q1 2 Q
1
Q1
45°
2
Q2
1
2
Q Q1 Q2
Q2 Q1
2Q 2
Q1
1
2 2
0.172
Q2 1 2
2
Q
0 1
Q1
1
0
45°
y
x
2
Q2
2
解:
VA
Q AA
3.18m/s
Q VB AB 5.66m/s
列A和B面伯努利方程:
pgA
VA2 2g
pBg
VB2 2g
A
1.8m
以2-2为基准面,列1-1和2-2面
d
伯努利方程:
1
1
z1
V12 2g
V22 2g
V 12.364m/s 2 2
6.0m
2
G F Q V3 V2
F
3d
1.8m
3
F G Q V2 V3 2.32KN
1
4m
1
2
3
d2
B
V2
2
pM 1
2gz1
8.745m/s
4m
d1
4m
4m
2
A
3
所以:(1)Q V2 A2 0.154m3/s (2)VA Q / A1 19.677m/s
(3)管中压强最低点的位置及其负压值 M
分析:压强最低点应是位置最 高或速度最高点,只有可能是 1 2点3点
解:以2-2为基准面,列3-3和2 -2面伯努利方程:
z3
pMg3
V32 2g
pMg2
V2 2 2g

流体力学课后习题与答案

流体力学课后习题与答案

第三、四章 流体动力学基础习题及答案3-8已知流速场u x =xy 2, 313y u y =-, u z =xy, 试求:(1)点(1,2,3)的加速度;(2)是几维流动;(3)是恒定流还是非恒定流;(4)是均匀流还是非均匀流?解:(1)411633x x x x x x y z u u u u a u u u xy t x y z ∂∂∂∂=+++==∂∂∂∂25333213313233312163. 06m/s y y z x y a y u y a yu xu xy xy xy a =-===+=-====(2)二元流动 (3)恒定流(4)非均匀流41xy 33-11已知平面流动速度分布为x y 2222cxu u x ycy x y =-=++,, 其中c 为常数。

求流线方程并画出若干条流线。

解:2222-xdx=ydyx ydx dydx dy cy cx u u x y x y =⇒-=⇒++积分得流线方程:x 2+y 2=c方向由流场中的u x 、u y 确定——逆时针3-17下列两个流动,哪个有旋?哪个无旋?哪个有角变形?哪个无角变形?(1)u x =-ay,u y =ax,u z =0 (2)z 2222,,0,a c x ycy cxu u u x y x y =-==++式中的、为常数。

z 2222,,0,a c x y cy cxu u u x y x y =-==++式中的、为常数。

解:(1)110 ()()22yx x y z u u a a a xy ωωω∂∂===-=+=∂∂有旋流动 xy 11()()0 22y x xy zx u u a a x y εεε∂∂=+=-==∂∂ 无角变形 (2)222222222222222222211()2()2()22()()12()2()0 0 2()y x z x y u u x y c cx x y c cy x y x y x y c x y c x y x y ωωω∂⎡⎤∂+-+-=-=+⎢⎥∂∂++⎣⎦⎡⎤+-+====⎢⎥+⎣⎦无旋流动2222xy 22222112()()()022()()y x u u c x y c x y x y x y x y ε∂⎡⎤∂---=+==-≠⎢⎥∂∂++⎣⎦ 有角变形4—7变直径管段AB ,d A =0.2m,d B =0.4m ,高差△h=1.5m ,测得p A =30kPa ,p B =40kPa ,B 点处断面平均流速v B =1.5m/s ,试判断水在管中的流动方向。

(完整版)流体力学第三章课后习题答案

(完整版)流体力学第三章课后习题答案

一元流体动力学基础1.直径为150mm 的给水管道,输水量为h kN /7.980,试求断面平均流速。

解:由流量公式vA Q ρ= 注意:()vA Q s kg h kN ρ=⇒→//A Qv ρ=得:s m v /57.1=2.断面为300mm ×400mm 的矩形风道,风量为2700m 3/h,求平均流速.如风道出口处断面收缩为150mm ×400mm,求该断面的平均流速 解:由流量公式vA Q = 得:A Q v =由连续性方程知2211A v A v = 得:s m v /5.122=3.水从水箱流经直径d 1=10cm,d 2=5cm,d 3=2.5cm 的管道流入大气中. 当出口流速10m/ 时,求(1)容积流量及质量流量;(2)1d 及2d 管段的流速解:(1)由s m A v Q /0049.0333==质量流量s kg Q /9.4=ρ (2)由连续性方程:33223311,A v A v A v A v ==得:s m v s m v /5.2,/625.021==4.设计输水量为h kg /294210的给水管道,流速限制在9.0∽s m /4.1之间。

试确定管道直径,根据所选直径求流速。

直径应是mm 50的倍数。

解:vA Q ρ= 将9.0=v ∽s m /4.1代入得343.0=d ∽m 275.0 ∵直径是mm 50的倍数,所以取m d 3.0= 代入vA Q ρ= 得m v 18.1=5.圆形风道,流量是10000m 3/h,,流速不超过20 m/s 。

试设计直径,根据所定直径求流速。

直径规定为50 mm 的倍数。

解:vA Q = 将s m v /20≤代入得:mm d 5.420≥ 取mm d 450= 代入vA Q = 得:s m v /5.17=6.在直径为d 圆形风道断面上,用下法选定五个点,以测局部风速。

设想用和管轴同心但不同半径的圆周,将全部断面分为中间是圆,其他是圆环的五个面积相等的部分。

流体力学课后习题及答案-第9章

流体力学课后习题及答案-第9章

解:流量系数])()(55.01)[03.00027.0405.0(22Bb P H H B b B H mc ++--+=4127.0])22.1()5.025.025.0(55.01)[22.1203.025.00027.0405.0(22=++--+=解:流量系数 35.02.16.075.046.02.16.0301.032.075.046.0301.032.0=+-+=+-+=HPHP m08.096.08.02.06.08.0H H p h h s <=<=-='-= 自由出流 流量 5.105.105.1020.66.19435.02H H H g mb Q =⨯⨯== 开始迭代计算:第1次,取 m 2.1)1(0==H H /s m 15.82.120.635.1)1(=⨯=Q m/s 1.13)6.02.1(415.8)()1()1(0=+=+=p H b Q v第2次: m 1.276.1913.112.1222)1(0)2(0=⨯+=+=g v H H α/s m 87.827.120.635.1)2(=⨯=Q m/s 1.23)6.02.1(4)()2()2(0=+=+=p H b v第3次: m 1.286.1923.112.1222)2(0)3(0=⨯+=+=g v H H α /s m 98.828.120.635.1)3(=⨯=Qm/s 1.25)6.02.1(498.8)()3()3(0=+=+=p H b Q v第4次: )3(022)3(0)4(0m 1.286.1925.112.12H g v H H ==⨯+=+=α迭代计算结束 /s m 98.83=⇒Q解:流量系数同上35.02.16.075.046.02.16.0301.032.075.046.0301.032.0=+-+=+-+=HP HP m96.08.01.16.07.1=>=-='-=H p h h s 先按淹没出流计算 流量 5.105.1020.62H H g mb Q s s σσ== 开始迭代计算:第1次,取 92.02.11.1)1(0==H h s /s m 36.62.178.020.635.1)1(=⨯⨯=Q m/s 88.0)6.02.1(436.6)()1()1(0=+=+=p H b Q v第2次: m 1.246.1988.012.1222)1(0)2(0=⨯+=+=g v H H α89.024.11.1)2(0==H h s /s m 45.724.187.020.635.1)2(=⨯⨯=Q m/s 1.03)6.02.1(445.7)()2()2(0=+=+=p H b Q v第3次: m 1.256.1903.112.1222)2(0)3(0=⨯+=+=g v H H α88.025.11.1)3(0==H h sm2.1)1(0==H H 78.0)1(=s σ87.0)2(=s σ90.0)3(=s σ/s m 80.725.190.020.635.1)3(=⨯⨯=Q m/s 1.08)6.02.1(4)()3()3(0=+=+=p H b v第4次: m 1.266.1908.112.1222)3(0)4(0=⨯+=+=g v H H α87.026.11.1)4(0==H h s /s m 16.826.193.020.635.1)4(=⨯⨯=Q m/s 1.13)6.02.1(416.8)()4()4(0=+=+=p H b Q v第5次: m 1.276.1913.112.1222)4(0)5(0=⨯+=+=g v H H α87.027.11.1)5(0==H h s /s m 25.827.193.020.635.1)5(=⨯⨯=Q m/s 1.15)6.02.1(425.8)()5()5(0=+=+=p H b Q v第6次: )5(022)5(0)6(0m 1.276.1915.112.12H g v H H ==⨯+=+=α迭代计算结束 /s m 25.83=⇒Q解:流量公式3/23/23/23/2031.16.198.1122--=⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎭⎫⎝⎛=m m g mb QH先按自由出流用迭代法计算, 第1次:取 则m 59.236.031.13/20=⨯=-H 20200])([212H p b Q g H g v H H +-=-=22)8.0(27.259.2])8.0(8.112[6.19159.2H H +-=+-= 取 H =2代入右端,得H =2.30 H =2.30代入右端,得H =2.35H =2.35代入右端,得H =2.36 H =2.36代入右端,得H =2.36第2次: 38.036.28.05.012.136.28.0301.032.05.12.1301.036.0=+-+=+-+=H P HP m93.0)4(=s σ93.0)5(=s σ2/302H gmb Q =36.0=m则 m 50.238.031.13/20=⨯=-H 20200])([212H p b Q g H g v H H +-=-= 22)8.0(27.250.2])8.0(8.112[6.19150.2H H +-=+-= 取 H =2代入右端,得H =2.21 H =2.21代入右端,得H =2.25H =2.25代入右端,得H =2.26 H =2.26代入右端,得H =2.26第2次: 38.026.28.05.012.126.28.0301.032.05.12.1301.036.0=+-+=+-+=H P HP m 上一次=.迭代结束则 m 50.20=H m 26.2=H校核: 28.093.08.073.10=<=-='-=H p h h s 故按自由出流计算正确解: 流量相对误差 ()2.5%101.114.14.14.12/52/5122/512/512/52=-=-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=-=H H H HH。

流体力学课后习题答案

流体力学课后习题答案

流体⼒学课后习题答案【2012年】《液压与⽓压传动》继海宋锦春⾼常识-第1-7章课后答案【最新经典版】1.1 液体传动有哪两种形式?它们的主要区别是什么?答:⽤液体作为⼯作介质来进⾏能量传递的传动⽅式被称之为液体传动。

按照其⼯作原理的不同,液体传动⼜可分为液压传动和液⼒传动,其中液压传动是利⽤在密封容器液体的压⼒能来传递动⼒的;⽽液⼒传动则的利⽤液体的动能来传递动⼒的。

1.2 液压传动系统由哪⼏部分组成?各组成部分的作⽤是什么?答:(1)动⼒装置:动⼒装置是指能将原动机的机械能转换成为液压能的装置,它是液压系统的动⼒源。

(2)控制调节装置:其作⽤是⽤来控制和调节⼯作介质的流动⽅向、压⼒和流量,以保证执⾏元件和⼯作机构的⼯作要求。

(3)执⾏装置:是将液压能转换为机械能的装置,其作⽤是在⼯作介质的推动下输出⼒和速度(或转矩和转速),输出⼀定的功率以驱动⼯作机构做功。

(4)辅助装置:除以上装置外的其它元器件都被称为辅助装置,如油箱、过滤器、蓄能器、冷却器、管件、管接头以及各种信号转换器等。

它们是⼀些对完成主运动起辅助作⽤的元件,在系统中是必不可少的,对保证系统正常⼯作有着重要的作⽤。

(5)⼯作介质:⼯作介质指传动液体,在液压系统常使⽤液压油液作为⼯作介质。

1.3 液压传动的主要优缺点是什么?答:优点:(1)与电动机相⽐,在同等体积下,液压装置能产⽣出更⼤的动⼒,也就是说,在同等功率下,液压装置的体积⼩、重量轻、结构紧凑,即:它具有⼤的功率密度或⼒密度,⼒密度在这⾥指⼯作压⼒。

(2)液压传动容易做到对速度的⽆级调节,⽽且调速围⼤,并且对速度的调节还可以在⼯作过程中进⾏。

(3)液压传动⼯作平稳,换向冲击⼩,便于实现频繁换向。

(4)液压传动易于实现过载保护,能实现⾃润滑,使⽤寿命长。

(5)液压传动易于实现⾃动化,可以很⽅便地对液体的流动⽅向、压⼒和流量进⾏调节和控制,并能很容易地和电⽓、电⼦控制或⽓压传动控制结合起来,实现复杂的运动和操作。

流体力学课后习题解答

流体⼒学课后习题解答【2012年】《液压与⽓压传动》姜继海宋锦春⾼常识-第1-7章课后答案【最新经典版】1.1 液体传动有哪两种形式?它们的主要区别是什么?答:⽤液体作为⼯作介质来进⾏能量传递的传动⽅式被称之为液体传动。

按照其⼯作原理的不同,液体传动⼜可分为液压传动和液⼒传动,其中液压传动是利⽤在密封容器内液体的压⼒能来传递动⼒的;⽽液⼒传动则的利⽤液体的动能来传递动⼒的。

1.2 液压传动系统由哪⼏部分组成?各组成部分的作⽤是什么?答:(1)动⼒装置:动⼒装置是指能将原动机的机械能转换成为液压能的装置,它是液压系统的动⼒源。

(2)控制调节装置:其作⽤是⽤来控制和调节⼯作介质的流动⽅向、压⼒和流量,以保证执⾏元件和⼯作机构的⼯作要求。

(3)执⾏装置:是将液压能转换为机械能的装置,其作⽤是在⼯作介质的推动下输出⼒和速度(或转矩和转速),输出⼀定的功率以驱动⼯作机构做功。

(4)辅助装置:除以上装置外的其它元器件都被称为辅助装置,如油箱、过滤器、蓄能器、冷却器、管件、管接头以及各种信号转换器等。

它们是⼀些对完成主运动起辅助作⽤的元件,在系统中是必不可少的,对保证系统正常⼯作有着重要的作⽤。

(5)⼯作介质:⼯作介质指传动液体,在液压系统中通常使⽤液压油液作为⼯作介质。

1.3 液压传动的主要优缺点是什么?答:优点:(1)与电动机相⽐,在同等体积下,液压装置能产⽣出更⼤的动⼒,也就是说,在同等功率下,液压装置的体积⼩、重量轻、结构紧凑,即:它具有⼤的功率密度或⼒密度,⼒密度在这⾥指⼯作压⼒。

(2)液压传动容易做到对速度的⽆级调节,⽽且调速范围⼤,并且对速度的调节还可以在⼯作过程中进⾏。

(3)液压传动⼯作平稳,换向冲击⼩,便于实现频繁换向。

(4)液压传动易于实现过载保护,能实现⾃润滑,使⽤寿命长。

(5)液压传动易于实现⾃动化,可以很⽅便地对液体的流动⽅向、压⼒和流量进⾏调节和控制,并能很容易地和电⽓、电⼦控制或⽓压传动控制结合起来,实现复杂的运动和操作。

流体力学课后习题及答案-第3章

3-1 用欧拉法表示流体质点的加速度 a等于:u u tu d u u c t u b t r a)()( ;))(( ;)( ;d d )(22∇⋅+∂∂∇⋅∂∂3-5 无旋流动限于:(a) 流线是直线的流动; (b) 迹线是直线的流动; (c) 微团无旋转的流动; (d) 恒定流动。

3-8 已知流速场 31 32xy u y u xy u z y x =-==,,试求: (1)点(1,2,3)的加速度; (2)是几元流动; (3)是恒定流还是非恒定流。

解: (1) 先求加速度各分量43223102310xy xy y y xy z u u y u u x u u t u a x z x y x x x x =+⋅-⋅+=∂∂+∂∂+∂∂+∂∂=523310))(31(00y y y z u u yu u xu u tu a yzy yy xy y =+--++=∂∂+∂∂+∂∂+∂∂=332320310xy x y y xy z u u y u u x u u t u a z z z y z x z z =+⋅-⋅+=∂∂+∂∂+∂∂+∂∂=将x =1,y =2, z =3代入以上各式得2m/s 33.5=x a 2m/s 67.10=y a 2m/s 33.5=z a2222m/s 06.13=++=z y x a a a a (2)是三元流动; (3)是恒定流。

3-14 已知不可压缩流体平面流动,在 y 方向的速度分量为y x y u y 222+-=。

试求速度在x 方向的分量 u x 。

解: 由不可压缩流体平面流动的连续性微分方程得22--=∂∂-=∂∂y yu x u y x )(22 y f x xy u x +--=⇒3-15 如图在送风道的璧上有一面积为0.4m 2的风口,试求风口出流的平均速度解: 风口出流流量为/s m 5.15.243=-=Q风口过流断面面积为2m 2.030sin 4.0== A风口出流的平均速度为m/s 5.7==AQv 3-18 已知流动速度场为 32 32 32y x u x z u z y u z y x +=+=+=,,试求旋转角速度和角变形速度。

流体力学习题和解答

流体力学习题和解答习题一 场论和张量代数1.证明 ()n n n n ⋅∇=⨯rot ,其中n 为单位向量。

2.证明n a n a n a ⋅⋅-⨯=[()()]grad rot div ,其中a 是变矢量,n 是单位常矢量。

3.用两种方法证明()()∇⨯⨯=-⋅∇-⨯⨯+a b a b a b a b a b rot +rot div 。

4.有一张量,将其分解为对称的和反对称的两部分,并以w 表示相当于反对称部分的矢量,12i ijk jk w p ε=。

试证 ()()2()P P ⋅⋅-⋅⋅=⋅⨯u v v u w u v ,其中u 及v 为任意矢量。

5.张量P 为反对称张量的充分必要条件是:对任意矢量a 有下述恒等式成立:a a ⋅⋅=()P 0习题二 流体运动描述1. 流体质点绕oz 轴以等角速度ω 旋转,(1)试以欧拉变量写出流体运动的速度场;(2)试以拉哥朗日变量写出流体质点的运动规律;(3)试分析流场的流线和轨迹;(4)试求流体质点的加速度;(5)用极坐标解此题。

2. 一维收缩管内的不可压缩流动,其速度分布为:)/1(1L x V V +=,试决定:(1)流场内任一质点的加速度(2)给出 t=0时刻位于0x x =点的质点的运动规律,并比较用两种方法得到的加速度。

3. 流体质点在定常流场内运动,流体质点是否具有加速度,为什么?4. 设流场为:2Xt u =,2Yt v =,0=w 。

试求流场的流线,流体质点的轨迹和加速度,并以拉哥朗日变数表示质点的速度和加速度。

5. 设流场为:ky u =,)(t x k v λ-=,0=w ,其中k 和λ 均为常数。

试求:t=0 时经过点M(a ,b ,c)的流线及t=0时经过M(a ,b ,c)处的流体质点的轨迹,最后考虑0=λ时的情形。

6. 考虑下述速度分量定义的二维流动: Cv Bt A u =+= 其中A 、B 、C 为常数。

试证流线为直线,质点的轨迹为抛物线。

流体力学课后习题答案

流体力学课后习题答案流体力学是研究流体(液体和气体)在静止和运动状态下的行为及其与固体边界相互作用的科学。

在流体力学的课程中,课后习题是帮助学生巩固理论知识和提高解题能力的重要环节。

以下是一些流体力学课后习题的参考答案:# 习题一:流体静力学问题问题描述:一个长方体水箱,长为L,宽为W,高为H,水箱底部有一个小孔,孔的面积为A。

当水箱装满水后,求水从孔中流出时的流速。

解答:首先,我们应用托里拆利定律,该定律表明流体的静压与流体的深度成正比。

设水的密度为ρ,重力加速度为g,水深为h,孔上表面的压强为P0。

水从孔中流出的流速v可以通过伯努利方程计算:\[ v = \sqrt{\frac{2gh}{1 - \frac{A}{WL}}} \]其中,h是孔到水面的距离,即h = H - x,x是孔到水箱底部的距离。

# 习题二:流体动力学问题问题描述:一个管道的横截面积逐渐增大,管道内流动的流体是不可压缩的。

求管道不同截面处的流速。

解答:根据连续性方程,对于不可压缩流体,流速v与横截面积A之间的关系为:\[ A_1v_1 = A_2v_2 \]其中,A1和v1是管道初始截面的面积和流速,A2和v2是管道末端截面的面积和流速。

# 习题三:边界层问题问题描述:在流体流动过程中,边界层的厚度如何随距离x变化?解答:边界层的厚度δ可以用以下公式近似表示:\[ \delta = \frac{5x}{\sqrt{Rex}} \]其中,Re_x是沿流动方向x处的雷诺数,Rex = ρvx/μ,ρ是流体密度,v是流速,x是距离,μ是流体的动态粘度。

# 结语流体力学的习题答案需要根据具体的题目条件和所用的物理定律来确定。

上述答案仅为示例,实际解题时需要根据题目的具体要求进行详细的计算和分析。

希望这些示例能够帮助你更好地理解和应用流体力学的基本概念。

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完美格式整理版 学习好帮手 第一章 流体及其物理性质 1-4.解: 由已知可知:△P=20000Pa %02.0d

由m=V可得:dm=dV+Vd, 在压强变化时,质量没有变化, 则dm=0,即dV+Vd=0,则Vd-dV

所以体积压缩系数8-10ddp1ddp1-VV 1-5.解:由体积膨胀系数:VVTdd

1

k可得:

34-km41.01555105dd

VTV

所以说膨胀水箱的最小体积应该是0.41m3。 完美格式整理版

学习好帮手 第二章 流体静力学 2-2.解:由gh

VP可得

m88.31880.928.14000gPhV

2-3解:如图所示:同种液体能够互相连通位于同一高度处是等压面,分析可知:

a139hhg-hhg-ghh-hhg-ghghP2141143223BKPPPPBAA)()()()(

油水银油水银油水银油





AB

h1h2

油油

水银

油h3h4

图2-3 2-11解:由题意可知:

侧面BC的总压力大小为:

NAF52110048.20.24.22.18.910008.38.9830ghgh)()(水油

2-14解:真空表C的读数是1.49×104Pa,则自由液面在原来的基础上还要补充一段h: 完美格式整理版 学习好帮手 m52.180.910001049.1gPh4水

左侧水对闸门AB的压力: NHHF521c100.1829.1829.12-h8.91000Agh)(水左

左侧压力中心:

m14.3829.105.3829.1829.112105.3ybh121hyxyy23c3cccAA

I

D左

右侧油对闸门AB的压力:

NHF42c1025.2829.1829.128.9750Agh油右

右侧压力中心:

根据力矩平衡得:(假设作用于B点力的方向向左) F左×L左= F右×L右+FB×L 可得:FB=39893.79N

[其中L左=yD左—(H1+h-H2

)]

2-15解:曲面ab的压力: 水平方向分力: NF6xcx10225.11052/58.91000Agh 竖直方向分力: NBRVF6pz100.1S-L21gg)( 则曲面所受合力:

m2193.1829.12829.1829.1829.11212829.1ybh121hyyy23c3c'C'cAAIXD’右 完美格式整理版 学习好帮手 NFFF62z2x1058.1合

受力方向:

225.10.1225.1tanzxF

F

2-17解:曲面abcd所受的静水压力: 水平方向分力为: NAF279305.10.120.1-4.28.91000ghxcx)( 竖直方向分力为:

NBRBRVF5.698985.10.1434.25.10.18.9100043hgg22Pz)()(

则曲面所受合力为: NFFF752722z2x合

受力方向为:

4.05.6989827930tanzxF

F

2-19解:这道题关键是自由液面的选取: 因为在C点的绝对压强是196120Pa,其相对压强是:

m67.98.910001001325.1-109612.1ga55PP

作用于半球的总压力只有竖直方向的分力:

NRRVFF532pz105.23421-2h-67.98.91000g

)( 完美格式整理版 学习好帮手 第三章 流体运动学和动力学基础 3-4解:由连续方程A1V1=A2V2可得:

smVddVddAVAV/5.0215.0442212221122212112

所以说截面2-2处的平均流速为0.5m/s。 3-7解:如图所示:

Δhρ

根据伯努利方程可得: gVgPZgVgPZAAABBB2222

在此处ZA=ZB,VA=0,则BABPPV2 又因为hg)(

油

BAPP

则sVB/m08.1hg)1(2油

3-8解:如图所示: 取两截面1、2列伯努利方程: 完美格式整理版 学习好帮手 gVgPZgVgPZ2222222111



同时根据连续性方程有:2211VAVA

可得:212212/1)(2AAPPV 则212212/1)(2AAPPAqv

由U形管压差计来测量压差hg)(

21水银PP

2

122/1hg)(2AAAqv



水银

则qv=0.06m3/s

3-19解:smAqVV/02.15.148.1211

同理:V2=2.30m/s

取截面1-1、2-2列伯努利方程:

gVgPZgVgPZ2222222111



由于该管路是水平的,Z1=Z2则可得

KPaVVPPgVgVgPgP9.397222222112222112则

水流经渐变段,动量发生变化,必然产生对镇墩产生作用力 设轴向力为F,水平向右,则渐变段镇墩所受的力为R,水平向左, 列动量方程可得: P1A1-P2A2-R=ρqv(V2-V1) 完美格式整理版 学习好帮手 代入数据可得:R=P1A1-P2A2-ρqv(V2-V1)=391.8KN

则F=-391.8KN,方向是水平向右。 3-20解:

(1)smAqVAVA/18.32.041.02

同理VB=5.66m/s

(2)取两截面A-A、B-B列伯努利方程:

gVgPZgVgPZAAABBB2222

由于管路水平,ZA=ZB,可得 KPaVVPPBAAB109222

(3)对控制体内流体进行受力分析 本体弯管水平放置,显然不必要考虑重力作用,对于表面力,只有进、出口控制面上的压力FA=PAAA=120×103×3.14/4×0.22

=3.768KN

FB=PBAB=109×103×3.14/4×0.152

=1.93KN

两者方向指向控制体。 水流经弯管,动量发生变化,必然产生作用力F,而F与关闭对水的反作用力R平衡。管道水平放置在xoy平面上,假设R方向指向弯管处。与x轴夹角为α。 (4)列动量方程求解: X轴方向: FA-Rcosα-FBcos60=ρqv(VBcos60-VA) 完美格式整理版 学习好帮手 Y轴方向: FBsin60-Rsinα=ρqvVBsin60 求解得:R=3108.6N tanα=0.41 完美格式整理版

学习好帮手 第四章 4-2解:由已知可得:

smdAqVv/71.04802

320mmHg所产生的压强为:P1=13.6×103×9.8×0.32=4.3×104Pa

选0-0、1-1面列伯努利方程:

m164.32.1-108.9103.48.9271.0---2-hg20342121121wwghgPgVhgPgVh即 所以说:泵的吸水高度hg为3.164m。 4-6解:(1)在圆管中层流流动时:

svuuv/cm6.138.62221maxmax所以 (2)

slRPRRlPRrRlPufff/cm2.106.1343u43434)4(4u2rcm20r)(4max22222,,当因为

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