工程流体力学第二版孔珑答案史上最全绝无仅有学

目录第三章-核电.....................................................................................................................................1第三章-建环...................................................................................................................................15第四章-核能...................................................................................................................................20第四章-建环...................................................................................................................................31第五章作业-核能...........................................................................................................................41第六章-建环...................................................................................................................................52第六章-核能...................................................................................................................................63第三章-核电3-13（白诺敏，俸宇航）解：如图油罐车内装着密度为ρ=1000kg/m^3的液体以水平速度v=36km/h油罐车的尺寸为D=2m。h=0.3，l=4m。车在某一时刻开始减速，经100m距离后完全停下。若为均匀制动，求作用在侧面A上的力多大解：设车的宽度为单位宽度；车的速度为v=36km/h=10m/s;水平方向的a=v^2/2*100=0.5m/s^2;g=-10kg/m^2;dp=ρ(adx-gdy);p=ρ(ax+gy)+c;以管口中心为坐标原点得：当x=0，y=0时p=0；c=0因此p=（0.5x-10y）*1000在车的a面上x=4；y从-0.3变化到-2.3.P=（2-10Y）*1000F=1*∫（2-10Y）*1000=220003-14（李晓旭，常牧）解：设整体的加速度为a；由牛顿第二定律得m2*g-cf*(m1+ρsh)=(m1+ρsh+m2)*a;以液面上不动的一点为原点，建立平面直角坐标系又fx=a;fy=g;所以dp=ρ*(a*x-gz)+p0;当x=-0.5*b时，z=H-h;带入ax-gz=0得a=g*2(H-h)/b;带入数据得到H=0.213m3-15（陈彦霖，程万鹏）解：（1）根据压强差公式：)(dzfdyfdxfdpzyx容器底部流体质量力只有z方向gafzcaghpdzgadphp)()(200批注[d1]:这个题目中油罐车的侧面是圆面，按照圆面来求解可得到书中答案。当z=0时，p=Pa，∴Paaghp)(带入数值得：p=111138Pa（2）当p=Pa时，由上面式子可得出2/8.9smga（3）P=02/4692.60)(smghPaaPagah3-16（李玉锦，付玉）解：i设旋转时空气体的最低点距容器口的垂直高度为h，旋转时水未溢出前空气所占的体积与静止时相同21/2Vrh空气体的最低点为原点，竖直向上为z轴正方向建立空间直角坐标系，设水中的压强分方程为P=①将条件（r,z）=（0，0）和（r,z）=(h)带入方程①，可解得18.7rad/s转速=ii容器的总体积空气的体积=将（r，z）=（0，0）和（r，z）=（d/2,H）带入，可求得2转速3-18（刘晗，刘士宝）解：建立如图所示坐标系，则计示压强为22()2ewrpgzCg当r=r0z=h时，pe=0220()2wrCghg则2220()[()]2ewrrpghzg当z=0时：2020depdr即222020()[]02dwrrghrdrg解得ω=44.66rad/s60427/min2wnr3-18（马伟，戚哲）解：3-19（范德灵，方晓璐）：解：取小孔中心为坐标原点，Z轴竖直向上，根据等角速旋转容器中压强分布公式P=ω*ω*r*r/2g-z)+c有在油层中：2211()2rpgzcg油在水层中：2222()2rpgzcg水当r=0,z=0时，Pe=0（计示压强）得C1=0，所以221()2rpgzg油（1）油层前后体积不变0.5*3.14*r*r*H=d*d/4*3.14*(H-h)油水分界面为等压面，即r=r0,z=0和r=0,z=-H两点压强相等。带入式（1）可求得，进而求得n=157rpm。60H/3.14/d*取r=0,z=-H有P1=P2即得2980c因此222()9802rpgzg水取r=d/2,z=0时顶盖计示压强最大Pe1=11270取r=0,z=0顶盖计示压强最小Pe2=0取r=d/2,z=-H底板计示压强最大Pe3=取r=0,z=-H底板计示压强最小Pe3==3922Pa（附图如下）3-20（邱斌，阮岳）解：如图所示，求斜壁上圆形闸门上的总压力及压力中心。已知闸门直径d=0.5m，a=1m，α=60°。Paα解：已知d=0.5m，a=1m，α=60°，mdac25.12/xsind/2hac2)2/(dA总压力sin)2/)(2/(gF2pddaAghApce对于圆来讲，44d/24141II）（rcycx则压力中心坐标ccccycDxdxAxIxx16)/(2代入数据得mmxNFDp263.12625.1,2083注：对于矩形来讲12/I3blcy(宽度为b)3-22（徐鑫，姚志鹏）解：水作用在如图所示圆柱面ABCD上，画出（a）、（b）、（c）三种开口测压管液面位置▽1、▽2、▽3情况的压力体及总压力垂直分力的作用方向。XYchhcl水ad答案：3-23（张星永，袁小訸）解：图3-56为盛水的的球体，直径d=2m，球体下部固定不动，求作用于螺栓上的力。解：球体下部固定，则作用于螺栓上的力为上半球受到的压力。由图可知，上半平面的压力体为平面与水平线之间的部分。V=（∏*—*∏=F=ρgV=9807*=10246NABCDPa水ABCDPa水ABCDPa水1233-24（张义林，郑俞）解：图3-57所示为一储水设备，在C点测得绝对压强p=196120Pa,h=2m,R=1m,求作用于半球AB的总压力。解：如图所示，根据C点的绝对压强，可得C点计示压强。将C点的压强作用等效于高为H的水柱，利用AB的压力体即可求解。C位于h/2处。C点的计示压强Pe=196120-101325=94795Pa等效水柱高度H=Pe/ρg.半球AB的压力体如图，所以，压力=ρg=ρg[(H-h/2)-1/2]=256.72kN3-25（朱保吉，陈海杭）解：闸门在铅直坐标面上的投影面=BH，其形心淹深hc=，=44131.5N曲面bc上的压力体=B，面积A为梯形oabc与扇形obc面积之差=[0.5×H(H+H-H)-×]=11369.6N总压力大小方向=45570N,=3-26:（朱倩雯，庄思璇）解：解:Fpx=r*g*h/2*h*B=723050.5Fpz=r*g*B*Az过A点做水平线，过B点做竖直线，与AO交于点N,两条线相交点极为M。有：S(ABO)=ɑ/360*∏*R*RCOS(NBO)=H/RMN=OQ/AQ*AMBN=BM+MNON*ON=ON*ON+OB*OB-OB*ON*COS(NBO)S(OBN)=ON*OB/2S(AMN)=AM*MN/2Az=S(ABM)=S(OAB)-S(OBN)-S(AMN)代入所有数据得：Fpz=524713.7Fp=894603NTAN&=Fpz/Fpx过O点做一条直线与水平线成角&,则h=H-R*SIN&得：h=4.41m第三章-建环3-13.解：根据2as=v2,得a=0.5m/s2。建立坐标系，以油罐的轴线为x轴，以罐盖的周线为z轴由dP=ρfxdx+fydy+fzdz=ρ(adx−gdz)积分P=ρax−gz+C当x=0、z=1.3时，P=0（P为计示压强）得C=12740A面上，x=l，代入得P=14740−9800z则F=14740−9800zdA1−1=14740A−(9800z∗21−z2)dz1−1=14740π−196001−z2323−11=46308N常乔磊，陈琼环3-14解：先求加速度a，由动力学知识得到6.16])([1212水水mmmgCmmgmaf因为等压面和水平面的夹角bhHga)(2tan得到，H=0.213m董立波，付俊华3-15解：(1)dp=ρ(fxdx+fydy+fzdz)=ρfzdz△p=∫dp=h0ρfzdz=ρ(g-a)h=1000*(9.8-4.9)*2=9800pap=pa+△p=101325+9800=111125pa(2)p=pa+ρgh(1-a/g)当p=pa,a=g=9.8m/s^2(3)当p=0，a=60.4625m/s^2高娟，高妍3-16解：设，转动时0等压面的最低点距离柱底2h，坐标系建立在抛物线最低点，又等压面方程可得：CZgrw222，当ｒ＝０，ｚ＝０时，C=0，当2dr，2hHZ，22242hHgdw，由体积相等得：222124214hHdhhd，2601n1n=178.7minr刚好露出底面时，坐标系建立在最底面，CZgrw222，当ｒ＝０，ｚ＝０时，C=0，当2dr，HZ时，Hgdw4222，2601n，2n=199.7minr当水回落时，高度是H的21，即0.25m.巩言，郭桂洋3-17.解：Pe=Pg(W2r2/2g-Z);车轮边缘计示压强（令Z=0，r=a/2);Pe=ρω2(d/2)2/2=2853kpa;收到的总压力;Fp=ʃρg（W2r2/2g+h）2πrdr=916.46kNF=Fp-G=906.46kN.郭亚辰，黄兴3-18解：已知r0=0.43m；h=0.5m；d=1.2m以水面中心为原点建立坐标系，当旋转时计示压强pe=ρg〔ω2r22g−z〕+C当r=r0；z=h时，pe=0，可得C=−ρg〔ω2r022g−h〕;∴容器中液体的静压强分布为pe=ρg〔ω2（r2−r02）2g−z+h〕要使得顶盖所受静水总压力为零，即pe在顶盖上的积分为零(在顶盖上z=0),∴{ρg〔ω2r2−r022g+h〕d20×2πr}dr=0即2πrρg〔hr22|0d2+ω22gr44−r2r022|0d2〕=0hd28+ω22gd48−d2r028=0；得ω=2000=44.72rad/s∴转速n=427r/min李国华，李阳江3-19油的体积大小V油=πR2（H−h）=π∗0.32∗0.1=0.02826m3旋转稳定后，油的体积等于半径为r0，高为H的圆柱体体积