找工程流体力学(上) 课后习题答案 清华大学出版社 李玉柱 贺五洲主编

2025-03-18 06:43:59
推荐回答(2个)
回答1:

1-1 解:已知: , ,a=60mm,u=15m/s,h=10mm
根据牛顿内摩擦力定律:
设平板宽度为b,则平板面积
上表面单位宽度受到的内摩擦力:
/m,方向水平向左
下表面单位宽度受到的内摩擦力:
/m,方向水平向左
平板单位宽度上受到的阻力:
,方向水平向左。

1-2 解: , ,u=0.25m/s
根据 ,有:
1-3 解: ℃,d=2.5cm=0.025m, =0.001m,u=3cm/s=0.03m/s
设管段长度l,管段表面积:
单位长度管壁上粘滞力:
1-4 解: ,u=1m/s, ,

1-5 解: , , , ,
根据牛顿内摩擦定律,切应力:
小微元表面积:
小微元受到的粘滞力:
小微元粘滞力的力矩:

圆锥体所受到的合力矩:

习题【2】
2-1 解: ,

2-2 解: , ,
管中为空气部分近似的为各点压强相等。

有:
2-3 解: , ,
根据真空表读数,可知M点相对压强
1-2是等压面

有:

2.4 解:如图1-2是等压面,3-4是等压面,5-6段充的是空气,因此 ,6-7是等压面,
建立各点的压强:

联立有:

联立有:

有:
2-5 解: , ,

2-6 解: ,

1-2是等压面

② 为空气,则 可以忽略

2-7 解: , ,

有:
2-16 解: , ,
绘制压强分布图
时,作用于挡板的压力的作用点距离池底的距离:

轴位于作用点下方,即可自动开启
即 时,即可自动开启。
2-17 解: , , ,
图解法1:
绘制压强分布图
压力分为两部分:

作用方向垂直于闸门指向右。
作用点:

作用方向垂直于闸门指向右。
作用点:
总压力大小:
总压力作用方向垂直于闸门指向右。
根据合力矩定理:
有作用点:

图解法1 图解法2
图解法2:
绘制压强分布图
左侧:

作用方向垂直于闸门指向右。
作用点:

作用方向垂直于闸门指向左。
作用点:
总压力大小:
总压力作用方向垂直于闸门指向右。
根据合力矩定理:
有作用点:
2-18 解:总压力大小为:
压力作用点距离形心C的距离为:

将 , , 带入,有:

总压力对轴的力矩:
M与hc无关。
2-20 解: , ,
绘制压强分布图,压强分布图为一个矩形

总压力大小:

总压力的作用点距离转轴N点距离:
把挡板关紧需要施加给转轴的力矩:
2-21 解: , ,
绘制压强分布图

作用在AB板上的压力大小:

作用方向水平向右
作用在BC板上的压力大小:
作用方向垂直于BC面,与水平方向成45°夹角,向右。
折板ABC受到的静水总压力:
总压力大小:

2-22解: , ,
绘制压强分布图

平面AB所受水的压力:

压力作用点距离B点距离:
作用方向:垂直于AB面指向左。
支杆的支撑力T的作用点D距离B点距离:
平面AB静止,则对于B点的合力矩为0
有:
有:
2-24 解: , , ,
液面上的相对压强:
相对压强为0的自由液面距离液面距离:
绘制压强分布图

作用于AB面上的压强大小:

作用点距离B点的距离:
2-25 解:

2-26 解: , ,
绘制水平作用力的静水压强分布图,闸门AB受到垂直分力的压力体

闸门AB受到的水平压力:

水平分力方向:水平向右
压力体的体积:

闸门AB受到的垂直分力:
垂直分力方向:竖直向上
闸门AB受到的总压力:
压力作用方向和水平方向角度:
方向指向右

习题【3】
3-6 解: , ,
以过2-2断面为基准面,忽略能量损失,列1-1,2-2断面能量方程:

(注: )

根据连续性方程:

3-8 解: , ,
列A、B点的能量方程:

压差计测定:
则:
圆管流动中最大流速在管轴处,即为A点流速
平均流速:
流量:
3-9 解: , ,
阀门关闭时列1-1,2-2断面能量方程:
阀门打开时列1-1,2-2断面能量方程:
联立方程得到:

流量:
3-12 解: , , ,

以1-1断面为基准面,忽略能量损失,列1-1,2-2断面能量方程:

根据压差计:
根据连续性方程:
代入能量方程,有:
流量:
3-15 解: , , , ,
以地面为基准面,列1-1,2-2断面能量方程:

根据压差计:
根据连续性方程:
代入能量方程:
流量:
3-19 解: , , , ,
水泵扬程:
电动机功率:
3-20 解: , ,

以1-1,2-2,3-3断面间流体为控制体,建立x-y坐标系
受力分析:由于自由射流,流体为无压流,不考虑重力,控制体只受到平面对流体的作用力F。
列x轴方向动量方程:
列y轴方向动量方程:
流速:
则:
流体对平面的作用力大小为1.97kN,方向垂直于平面指向左侧。
以水平面为基准面,则
列1-1,2-2断面能量方程:
列1-1,3-3断面能量方程:
又根据连续性方程:
则:解方程组
3-21 解:
根据连续性方程:
得到:
以1-1,2-2,3-3断面间流体为控制体,建立x-y坐标系

受力分析:由于自由射流,流体为无压流,不考虑重力,控制体只受到平面对流体的作用力F。
列x轴方向动量方程:
列y轴方向动量方程:
以水平面为基准面,则
列1-1,2-2断面能量方程:
列1-1,3-3断面能量方程:
则:解方程组

3-25 解:d1=150mm=0.15m,d2=75mm=0.075m,p1=2.06×105Pa,Q=0.02m3/s
以1-1,2-2断面间流体为控制体,建立x-y坐标系

受力分析:流体1-1,2-2断面受到水流的压力P1,P2,弯管对流体的作用力T,其在x、y轴方向分力分别为Tx,Ty,由于水平放置,重力和支撑力平衡。
列x轴方向动量方程:
1-1断面受到压力:

2-2断面平均流速:
求得:
列y轴方向动量方程:
1-1断面平均流速:
以水平面为基准面,则 ,且忽略能量损失,列1-1,2-2断面能量方程:

2-2断面受到的压力:

求得:
弯管对流体作用力:
作用力与水平方向夹角:

习题【4】
4-2 解: , , ,
流体的体积流量:
流速:
以管轴面为基准面,列1-1,2-2断面能量方程:
因为 ,则有:
根据压差计:
则:
又,流体流动属于圆管层流,则
带入达西公式,则有:

4-25 解: , , ,
, ,
以管轴面为基准面,
列1-1,2-2断面能量方程:

从1-1断面流至2-2断面的水头损失:
沿程水头损失:

根据连续性方程有:
则:沿程水头损失
局部水头损失:

其中,突然扩大部分:
突然缩小部分:
则:局部水头损失:

总水头损失: 代入能量方程
有:
流量:
速度水头: ,
计算各部分水头损失:

绘制总水头线和测压管水头线:

回答2:

我有电子版的 如果要的话 再给我提高点分数就给你 没分啦~~~