工程流体力学_课后习题参考答案__(周云龙_洪文鹏教材版)[1]

工程流体力学课后习题参考答案《工程流体力学》（第二版）中国电力出版社周云龙洪文鹏合编一、绪论1-1kg/m31-2kg/m31-3m3/h1-41/Pa1-5Pa·s1-6m2/s1-7(1)m/s1/s(2)Pa·s(3)Pa1-8(1)(Pa)(2)(Pa)1-9(1)(N)(2)(Pa)(3)1-10Pa·sPa·s1-11(N·m)1-12m/sm2NkW1-13Pa·sm2NkW1-141-15m2N1-16m2m/sr/min1-17Pa·sN1-18由1-14的结果得N·m1-191-20mm1-21mm二、流体静力学2-1kPa2-2PaPa2-3且m(a)PaPa(b)PaPa(c)PaPa2-4设A点到下水银面的距离为h1，B点到上水银面的距离为h2即m2-5kg/m3Pa2-6Pa2-7(1)kPa(2)PakPa2-8设cmmmkPa2-9(1)Pa(2)cm2-10Pam2-11整理得m2-12Pa2-13cm2-142-15整理：kPa2-16设差压计中的工作液体密度为Pam2-17Pa2-18kPa2-19(1)N(2)N2-21设油的密度为NNN对A点取矩m（距A点）2-22设梯形坝矩形部分重量为，三角形部分重量为（1）(kN)(kN)m（2）kN·mkN·m稳固2-23总压力F的作用点到A点的距离由2-24mm2-25Nm(距液面)2-26Nm(距液面)或m(距C点)2-27第一种计算方法：设水面高为m，油面高为m；水的密度为，油的密度为左侧闸门以下水的压力：N右侧油的压力：N左侧闸门上方折算液面相对压强：(Pa)则：N由力矩平衡方程(对A点取矩)：解得：（N）第二种计算方法是将左侧液面上气体的计示压强折算成液柱高（水柱高），加到水的高度中去，然后用新的水位高来进行计算，步骤都按液面为大气压强时计算。m闸门左侧所受压力：N作用点：m闸门右侧所受压力：N作用点：m由力矩平衡方程：(对A点取矩)解得：N2-28NN2-29C点的测压管水面的距离mkPa2-30A点：NB点：N2-31NN2-32Nm3NN2-33(1)(2)(3)2-34(1)kN(2)2-35(1)m(2)设在外载荷的作用下，室内的水面又升高了解得m三、流体动力学基础3-13-23-33-4即积分得时，过P(-1，-1)点，，流线方程为3-53-6即积分得3-8（1）连续（2）连续（3）不连续（4）连续3-103-11积分得3-122m/s3-131.5m3-1462mm3-150.17m3-16231cm23-17(1)12600Pa(2)-29400Pa3-18设水箱液面为0-0，管道入口截面为1-1，管道最高处截面为2-2，管道出口截面为3-3解得m/sm3/s，Pa，，Pa，m/s代入数据得m，Pa，，Pa，代入数据得mm3-1923.52kPa3-201.08m/s3-210.0243m3/s3-22，，，设水银差压计左端入口压强为，则Pa由得m/s代入数据解得Pa3-23m/sm3/s3-24m，，整理得mm，Pa，Pa，代入数据解得mm，Pa，Pa，代入数据解得m比较，所以不发生汽化的最大直径为mmm3-253.89m3/s3-266663.68N3-270.0028m3/s3-29设水深为2m处过流断面为1-1，水深1.5m处过流断面为2-2，取1-1、2-2及水面和固体边界为控制面。控制面内的水体沿水平方向受到的外力有：底坎对水流的反作用力；水流作用在断面1-1和2-2上的压力；动量修正系数。则沿流向建立动量方程得：所以：——————（a）1-1和2-2均为缓变流过水断面，故NN在1-1和2-2列伯努利方程：——————（b）又由连续性方程：得代入（b）式解得：m/s所以，m/sm3/s将已知数代入（a）式得：N是的反作用力，故的大小为22406.86N，方向水平向右。四、不可压缩流体的有旋流动和二维无旋流动4-1（1）无旋（2）有旋（3）无旋（4）有旋4-2（1）不存在势函数也不存在流函数（2）改为这样既存在势函数也存在流函数4-3（1）（2）4-54-6（1）（2）4-7由得4-82m3/s4-9Pa4-101.2m/s五、不可压缩流体二维边界层概述5-50.98m3/s5-687.09m/s5-1397.86kW5-1414.36kW5-1513N六、黏性流体的一维定常流动6-1层流m/sL/smm/sm6-2(1)紊流（2）层流6-3其中则：Pa·s6-46-5m/s层流m油柱6-6m/s紊流查莫迪图：mH2O6-7m保持层流m/sL/s6-8m/sm3/s6-9设水箱A的液面为1-1，水箱B液面为2-2————（1）式其中：m，Pa，，设入口局部阻力系数为，弯头为，突扩为（对应于前面的速度），突缩为（对应于后面的速度），阀门为，出口为代入（1）式，解得m/sL/s6-10mm/s紊流查莫迪图m空气柱kg/m3Pa6-11————（1）式其中，m/s，，mH2O代入（1）式，解得m6-12设水箱液面为1-1，管道入口截面为A-A，管道出口截面为2-2————（1）式————（2）式（1）和（2）式联立，解得当m时，由（1）式：当m时，与无关6-14（1）m/s(2)m原油柱(3)6-15设圆管直径为，损失为；正方形边长为，损失为由于断面面积相等，即（1）层流，所以（2）在紊流粗糙区，只与有关，所以6-16设水箱液面为0-0，喷嘴出口截面为3-3入+门+扩+嘴入+门+扩+嘴)解得：m3/s6-17设封闭油箱液面为1-1，开口油箱液面为2-2层流（入+弯+出）+入+弯+出）m6-18设水箱液面为1-1，管子出口为2-2，弯头局部阻力系数为，阀门为m/sm3/sPa6-19设上游水箱液面为1-1，下游水箱液面为2-2紊流查莫迪图：紊流查莫迪图：入+扩+门+出入+扩+门+出)m6-20设水箱液面为1-1，管道出口截面为2-2mH2O6-21设水箱液面为1-1，泵入口前截面为2-2m/s层流（入+弯+阀）入+弯+阀）Pa6-22设烟囱底部截面为1-1，烟囱顶部截面为2-2，，Pa，，整理得m6-23设烟囱底部截面为1-1，烟囱顶部截面为2-2，，Pa，，整理得m/sm3/s6-24，，，，m/s整理得理论值或，m/s理论值6-27设水箱液面为1-1，管道出口截面为2-2m，，，kg/m3m/s，入）紊流查莫迪图：整理得入)Pa6-28将代入整理得——————（1）将代入的公式得——————（2）假设6-29由伯努利方程得，即设，则若，则6-30设自由液面为1-1，高于自由液面3米处管道截面为2-2向上流动：入）则入）Pa向下流动：出）则出）Pa6-31设水箱液面为0-0，管道出口截面为3-3，，，m/sm/sm/s整理得入+缩+阀+嘴m6-32即又则m3/sm3/smH2O6-33mm/s查莫迪图：Pa七、气体一维高速流动7-9m/sm/s7-10设飞机飞过地面观察者的水平距离为时，才能听到声音m/s则km则时间为s