工程流体力学课后练习题答案2.pdf

《工程流体力学课后练习题答案2.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《工程流体力学课后练习题答案2.pdf（51页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。

1、工程流体力学练习题第一章1-1解：设：柴油的密度为P,重度为Y;4C水的密度为P o,重度为Y0。则在同一地点的相对密度和比重为：d=,c=LP。/op=d 乂Po 0.83x 1000=830t g/y =c x/o =0.83x 1000 x 9.8=8134/V/1-2 解：P=1.2 6x l()6 X i。-=i 2 60t g/?3z=12 60 x 9.8=12 348V/m31-3解：A V A VBn=一工=0=一工=-竺 邑=0.01x l.96x l 09=19.6X106N/?Z21“4 V，A V 1000 x 10-61 一4 解：力=-=2.5xICT1)机2/%

2、p bp 105Ep1 _ 1瓦-2.5x 10-9=0.4x l 09/m21-5解：1）求体积膨涨量和桶内压强受温度增加的影响，200升汽油的体积膨涨量为：八吟=B N 2 =0.0006X 2 00X 2 0=2.4（/）由于容器封闭，体积不变，从而因体积膨涨量使容器内压强升高，体积压缩量等于体积膨涨量。故：AV;.Ap=_ 匕 +吟=丝！一 邑=xl400ft9.8xl04=16.27X106/V/W22/?匕+/200+2.42）在保证液面压强增量0.18个大气压下，求桶内最大能装的汽油质量。设装的汽油体积为V,那么：体积膨涨量为：吟=/3TVAT体积压缩量为：匕,=?仅+%）=竽

3、V（1+/MT）EP EP因此，温度升高和压强升高联合作用的结果，应满足:%=丫（1 +力747）匕,=V（1 +QTA T（1 gv=匕 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _2 00(1+词1 图(1 +0.0006X2 0)X 1-I4 0I()4=197.63(/)m=0 V =0.7 x 1 O O O x 197.63x IO-3=1 3834(依)2 g1-6 W：石油的动力粘度：/=x 0.1=0.02 8p a.5100石油的运动粘度：丫 =幺=0028=3.1以10巧加2/$p 1000 x 0.91-7解：石油的运动粘度：v=O A S t=4

4、 x 10-5 m2/5100石 油 的 动 力 粘 度/=p v-0.89x l 000 x 4x 105=0.0357a s1-8 解：r =-=1.147 x-=1147 A /?z23 0.0011-9解T=/=-=0.065x -=162 5N /m21仍 一 d)2(0.12-0.119F =4 x d x L x r =3.14x 0.1196 x().14x 162.5=8.54N第二章2-4解：设：测压管中空气的压强为P 2,水银的密度为8 ,水的密度为22。在水银面建立等压面1-1,在测压管与容器连接处建立等压面2-2。根据等压面理论，有%=。苣+。2 p,+p2g H+z

5、)=p2+p2gz(2)由 式(1)解出P 2 后 代 入(2),整理得：P l+。2g(H+z)=pu-p h+p.gzh=Pb PP 2gHP x S13600 93x 0.745-1.5*104-1000 x 9.8x 11360Q =-=-=2 Z o o2 f-d2t-x l2 x 0.24 42-13解：设：水银的密度为白，水的密度为夕2。根据等压面理论，在等压 面1-1上有：P +P 2gz =P gh+P =P =P gh+PP 2gz当测压管下移A z时，根据压缩性，在等压面1-1上有：2-11解：设：水的密度为n，油的密度为2 2。根据题意，有:PA=P i g(Z 8+4

6、?)+口2p +02 g(z +A z)=P i g +P oh，+。2 g(z +A z)一，oP ig=-i g/?+，o 02 g z +/72 g(z +A z)p opg二 P gh+P?g 2pg=h+zp2-14解：建立坐标如图所示，根据匀加速直线运动容器中相对静止液体的等压面方程，有：-pgz-ax =c设 x=0时，自由界面的Z坐标为Z|,则自由界面方程为：aZ=Z -X设 x=L 时，自由界面的Z坐标为Z 2,即：a.一 g(z)-z2)gh 9.8x 0.05,.2z,=Z L=z.-z.,=Lna=-=-=1.633*/s-g g L L 0.32-15解：根据题意，容

7、器在Z方向作匀加速运动。建立坐标如图所示，根据匀加速直线运动容器中相对静止液体的压强方程，有：p =pazZ +p01)容器以6m/s2匀加速向上运动时，a:=9.8+6=15.8,则：p=1000 x15.8x1+1X io3=1 1580(Pa2)容器以6m/s2匀加速向下运动时，生=9.8 6=3.8,则：/?=1000 x3.8xl+lxl05=10380(P3)容器匀加速自由下落时，a:=9.8-9.8=0.0,则：p=1000 x0.0 xl+lxl05=10000(Pa4)容器以ISmH匀加速向下运动时，az=9.8-15=-5.2,则：p=-1000 x5.2xl+lxl05=

8、9480(Pa2-16解：建立坐标如图所示，根据匀速旋转容器中相对静止液体的液面等压面方程，有：d p-pa.d z =p-pa=Z +c当 Z=0时,p=p o。则式中r=0时，自由界面的Z坐标为Zo1)求转速川由于没有液体甩出，旋转前后液体体积相等，则:冗 D/2(i 2 D2h,=rx zxdr=27r-Z,.D+.-)44 1 J(8 8x16 g1小 22 g16 g1 .2Zo=h,-D2(1)16 g当式中r=R 时，自由界面的Z坐标为H,则：H=z0+-D2(2)8 g将 式(1)代 入(2),得：rr.1 y2 1 or zH=h、-D-+-D16 g 8 g=/|16x(0

9、.5-0.3)x9.8 1 C_ _ .D2 -=1-032 一=18.667md/s60ty 60 x18.667/?,=-=-27 27=178.25r/min2）求转速n2当转速为由 时，自由界面的最下端与容器底部接触，z0=O o 因此,自由界面方程为：当式中r=R 时，自由界面的Z坐标为H,贝 i j：2(1”=丝 R2=8,=72x9.8x0.5=20.87raJ/52 g R 0.1560g _ 60 x20.872万 2TT=I99.29r/min5=上喧D：-16 g16 9.82-17解：建立坐标如图所示，根据题意，闸门受到的液体总压力为：I,I,P=处一 2 s=1000

10、 X9.8X X1.52 X 1.5=16537.5N2 2在不考虑闸门自重的情况下，提起闸门的力F为：F=RP=0.7 x 165375=1157625?72-1 8 解：建 立 坐 标 如 图 所 示。闸 板 为 椭 圆 形，长 半 轴b=-二d =短半轴a 根据题意，总压力P为：2 sin 4 5 J2 2P=7iabpgyc s in 45x O.3x0.6正x 850 x 9.8x 5闸板压力中心为:7口 金/-b2J ex H 4-+4H)py c 1-s in 45 1 H Js in 45 H一 s in 45s in 4 产s in 45-0.62 i 8 _ 7。77r H

11、x 1 _ /.v /7 Zs in 45 5s in 45在不考虑闸板自重的情况下，提起闸板的力F为:1p .I sin 45 J2)lp 17.077-5,+1 0.6-p-n-D-+r p?gHD 0.08xIO5 xl6+800 x9.8x 4.9736x 16-=-2cr 2xl.l76xl082-21解：建立坐标如图示。总压力的作用点的z坐标为:Zp Zc+CXZCBH1 BH3上半球受到的液体总压力即为螺栓受到的总拉力。2-23解：设：油面蒸汽压为p o,油的密度为p。建立坐标如图所示。1)A-A截面上的作用力=h H+212Pz=PaDL+p D l +0.2=1360O x

12、Ah-Q A ZPP=h-2+H212,Hh-21 360O -二=-=1.33 3m-H-0.4-0.42 22-22解：1)求上半球受到的液体总压力根据压力体理论，上半球受到的液体总压力为:2乃P =1000 x 9.8x (l +l)x x l2-x l3=41050V=122960皿2-24解：根据题意，得PgH+mg=pg；d*H -Z)4 4mg+pg-dfZ 0.100 x 9.8+750 x 9.8x-x 0.12 x 0.15H=-=-=1.05 所pg-(d-d-)750X9.8XX(0.12-0.022)2-25解：根据题意，得2-27解：设：木头的密度为自，水的密度为p

13、。根据题意，得,.TC.9 7C t2 T T 冗 12 r r 4 19P gy+P o d +p g d H2 m g +p g-d-H,+pAB-d(P-P i)g d Ln-=mgm g+p g d H H-p g VPo PAH=二n=m g _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 10000_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _(p-p g d2L(1000-800)x 9.8x ：x 0.252 x 1010.39(8500-1O O 0X9.8X；X7 x(*)+1000 x 9.8x x x 0.12 x-x O.l24=4593747P a取 n=l l真空度为

14、:H _ A)-PABP g45937471000 x 9.8=4.688真空度大于4.688m,球阀可打开。2-26解：根据题意，得：第三章补充题：1.在 任 意 时 刻t流体质点的位置是x =5产，其迹线为双曲线x y =25 o质点速度和加速度在x和y方向的分量是多少？2.已知速度场%=yz +E,xv=x z +/,uz=x y o 试求当 t=0.5时在x=2,y=l,z=3处流体质点的加速度。3.已加欧拉方法描述的流速为：ux-x t,uy y o试 求t=0时，,m-p V 0.025-700 x 1 O x 10-6h=-=-=0.08 18 57?p-d2 700 x x 0

15、.0224 4过 点（100,10）的流体质点的迹线。4.流体运动由拉格朗日变数表达式为：x =aelf y=be-f,z =c求 t=l 时，位于(1,1,1)的流体质点及其加速度和迹线；求 t=l 时，通过(1,1,1)的流线。5.给定二维流动：=，相+q)c o s(近一07)/,其中%、k、a均为常数。试 求 在 t=0 时刻通过点(0,0)的流线和迹线方程。若k、-(),试比较这两条曲线。6.已知不可压缩流场的势函数0 试求相应的流函数及在(1,0)处的加速度。7.已知不可压缩流场的流函数“=3/y y 3,试求证流动为无旋流动并求相应的势函数。8 .给定拉格朗日流场：x a e-2

16、k,y=bek,z =c”,其中k为常数。试判断：是否是稳态流动；是否是不可压流场；是否是有旋流动。9 .已知不可压缩流体的压力场为：p=4x3 2 y2 yz2+5 z(N/m1)若流体的密度p =1000k g/m 3,则流体质点在(3,1,-5)位置上的加速度如何？(g=-9.8 m /s2)10.理想不可压缩均质流体作无旋运动，已知速度势函数：20s后，点(4,4,2)的压力。假设质量力仅有重。11.不可压缩流体平面射流冲击在一倾斜角为。=60的光滑平板上，如图所示。若喷嘴出口直径d=25m m,喷射流量Q=0.0 3 3 4/$,试求射流沿平板两侧的分流流量。和。2,以及射流对平板的

17、作用力(不计水头损失)。补充题答案:1.解：因流体质点的迹线盯=2 5,故：y=5 C2X在运动过程中，点(1,1,1)上压力总是P l=117.7k N/m2o求运动开始=dx=1s0，ad x 1八 dy ir._3x=10,u=lOfdtx dt2 y dt2.解：根据欧拉方法，空间点的加速度为：du.duv du v duY dur-=-+wr-+wv-+.-dt dt dx-dy dz=1+yz+Z)x 0+(xz+r)z+xy x y=1+xz2+xy2+ztdux duv duv duv duvdt dt dx dy-dz=1 +(yz+/)x z+(xz+，)x0+xyxx=I

18、+yz+xy+ztdu.du.du.du7 du,-=-+wv-+wv-+w,-dt dt dx-dy dz=0+(yz+r)x y+(xz+r)xx+xyxO=y2z+x2z+xt+ytt=0.5时在x=2,y=l,z=3处流体质点的加速度为：-=l+x(z2+/)+z Z =l+2 x(32+l2)+3x05=2Z5dt-=l+yz2+X2)+2?=1+1X(32+22)+3X0.5=15.5=z(x2+y2)+(x+=3x(2?+/)+(2+1)x05=16.53.解：根据欧拉方法与拉格郎日方法的转换关系，有：dx 1 2 F-xt+c x-c.e-dt21dy.,=y=lny=，+c

19、n y =c2ed t 当t=0时，过 点(100,10)的流体质点的拉格郎日变数为：c,=100,6=1 0。故该质点的迹线方程为：X=10CP,y=l(V4.解：1)求t=l时，位于(1,1,1)的流体质点及其加速度和迹线流体质点的拉格郎日变数为a=l,b=e,c=l。该流体质点的速度和e加速度为dx t 1 d2x t 1 1uxY=ae=x e=1,av=ae=xe=ldt e x dt2 e,=./M=-e x L-1,av=-=be-y dt e y dt2e x-=le=-峪-r=sin（Ax-at）=y+cw0 L0 cos（fcrk%dzu=2 dt=0,迹线方程为：x=eT

20、,y=el+,z=1 ；即 xy=1。y-s in -a rj+C j或。当t=0时流线通过点（0,0）,cl-Oo流线方程:2）求流线根据拉格郎日方法与欧拉方法的转换关系，得：dx,dy,d：u=ae,u、，=-be,u_=*dt y dt 2 da-xe,b=ye,c=z（2）将 式（2）代 入（1）,得：wt=x,uv=y u.=0根据流线方程，有：dx dy.,=lnx=-lny+G=xy=cx yt=l时，流线通过（1,1,1）点,则：c=l。即流线方程:ysin（点）Uqk2）求迹线dx-w0=x=uQt+c=u0 cokx-at）=u0 c o 4/+kcx-atdt必ysin（

21、版-ar）+c2当t=0时流体质点在点(0,0),CFO,c2=0o迹线方程:x uGt,y-sin（a（-at）ku-axy=15.解：1)求流线3)若 左、a-0,流线为:y生xwo迹线为:x=uQt,y=必，U 0y=xo流线与迹线重合。6.解：1)求流函数根据势函数的性质，有：d(p _.uv=2 ox+bydxa、=-=bx-2aydy根据流函数的性质，有：ux=2ax+by=w=2axy+by2+c,(x)dy 2 dii/._ f _ de,(xY._w =-=bx-lay=-2ay+-=bx-lay=dx V dx JC|(x)=_ g 2 +ci/=2-axy+1 .5 _

22、51 bf x2+c2)求(1,0)处的加速度dur our duv dur-=-+llv-+Mv-dt dt dx dy-2ax+by)x.2a+(bx-2ay)x b=4a2x+b2x=4a2+b2du du.,du.,du.du.-=-+u.-+uv-+u,-dt dt dx dy dz-(2ax+by)x b+(bx-lay)x(-2a)-b2y+4a2y=07.解：1)求证流动为无旋流动根据流函数的性质，有：0 Q 2 Q 2、=至=3%-3y辿=的dxuv=-=-hxydx根据旋度，有：=-6y-(-6y)=0dx dy、7旋度=0,流动为无旋流动。2)求势函数ux-3x2-3 y

23、2=(p=内-3xy2+c(y)dxduxu2=-6孙 n-6xy+迫=3)，=心)=e.dy dy型dt p dx1 a(p=x3 3xy2+cp dx12 2-x(4-2y2 -yZ-+5z8.解：1）将拉格朗日方法转换为欧拉方法dx 2a _2 U =-=-9 Udt k解拉格朗日变数：y=曳 上”,“一，fdt k dt kPJ 3 2a=xelt,k,h=yet/k欧拉方法表示的流场：2Uxr=X,uk1000=0.108d4 1 dp-二p-P Sy(4x3-2 y2-yz2+5zdt1 d1 V ,k1U.=zkPy因-d-u-x=-d-u-v=-d-u-z=0 7mE稳以态流动

24、odt dt dt因-d-u-x-1-1-d-u-.-=-2-1-1-11-=c0,7曰E 不可r压r r流_,场7odx dy dz k k k-(-4y-z2)P-(-4-(-5)2)1000v 7/0.029因中-。-v-d-u-x-=0,d-u-z-d-u-=0,Q-u-x-d-u-.-=0,且是工无天有话旋、本流小动。dx dy dy dz dz dx9.解：根据理想流体运动微分方程，有du.1 dpF_ fdt p dz_d_p dz(4x3-2 y2-yz2+5zdur du、.dur du k +y-+z-)_2y_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 8/(x2+y2

25、+z2)l(x2+y2+z2)3d u=-+丫d t xd u_d ud u2 z-+wv-+w,-d x d y d z2t x6t x zx2+y2+z22t y(x2+y2+z22 y3 X|2kx2+y2+z26t yz+y2+z2，2);5|2kx2+y2+z2 y2 f (%22 2+y +2S z t2(x2+y2+Z2)2x-(x2+y2+z22t z5 2I+y2+z2Tx|22t(x2+y2-2 z2)51 2(x2+y2+z2)；y(-12 x2z-12 y2z +4(2 x2+z y2-2 z3)2 o 3kx-+y-+z J根据理想流体运动微分方程，有d u,1 d

26、pd t p d x2x 8x/1 d p(x 2 +/+z 2 f +(x2+y2+z2)32=p -r(x2+y2+Z2)22产x2+y2+z2R+G(y,z,t)8=F 曳dt y p dy2y 8)/=3 2_2()G+V+z/(x2+y2+z2)O G+V+z*(x2+y2+z2)2 ，)Z，d叱,z，=o =J (y,z,r)=j(z,。S yP =P2 9 7j 4 y+zat p dz2 t2z 8z 产 d 2-卜-=g T-(x2+y2+z2)i P+/+2)3 叫 G+y+z?)；仇=-g n C2(Z,t)=-g z+c3(r)2f2(,r2+y2+zy +q(z，)P

27、 =P-1-2-gZ+C 3(。_(x2+y2+z2 k+y+z-)_在运动过程中，点(1,1,1)上 压 力 总 是P i =117.7 k N/i/。因此P=P22r(12+12+12)22+12+121 g +c )Q(，)4+g-巫+239P =P2)o -X-+y-+z-2 rf (x2+y2+z2-g(z-l)+P 2百 2t 2P 39运动开始2 0s后，点(4,4,2)的压力为:d(p _ 2%yj x2+y2+z2_ d(p _ 2t xU-=z-/x 2 +y 2 +z 2户d(p 2t yUy=十 二；-y)(x2+J2+Z2)22t z+y2+z2)2则点(1,1,1)

28、的相关量为：e(p _ 2 _ 21T=-7F弄弄=一耳p=1OOOx-r_(42+42+22)2就Sr*”舟 苧 亨=1000 x-3.9.8+H7.7xltf_2V 3+2x2tf362 1000 3 9=195.35%Pa2t%=Uy=肛=；-J12+12+122t36第二种解法：由于流动为无旋流，根据拉格朗日积分，同一时刻流场中任意两点间的关系有：3(p 1 2 P 1 2 P l-1-Ui+H-=-H-/+g Zp H-d t 2 1 61 p d t 2 2 6 2 P因:U 2二x M N 、3#)3点(4,4,2)的相关量为：d(p2 _ 2 _ 1及 7 42+42+22 3

29、故:_ 2 x f x 4 _ t(42+42+22)2 27_ 2 x/x 4 _ t价+4 2+2 2，27_ 2 x r x 2 _ t(42+42+2 2)1 5423+-r2+9.8x 1+9117.7 X1031000 I-T，3 2 x l 82+9.8x 2 +上PPiP1 2(2 1)3-V 3+l 9-2 x l 82J2 02-9.8+117.7 x 1()31000=195.35 mp2=195.35 x 1000=195.35 Z411.解：根据题意，得：00334=6 8.04./S)71,a 71 八 八 c l。d x 0.02 5-4 4根据伯努里方程，有：2

30、2一+v-一+丁=必一PS 2g pg 2gPo+用 _ P2 +%n-1-1-u()u1pg 2g pg 2g根据动量方程，有：&=pQ-PQTPI-PQM c o s。Ry-pQ x (-必 s i n 8)=)。0 s i n 0由于在大气环境下，&=0。因此e.-C2-Q,c o s 6 =0(1)根据不可压缩流体的连续性方程，有：。+。2-Q o=0 式(1)+(2)得：Q=g Q o (1+8S 6)=g X 0.0334 X(l +c o s 6 0 )=0.02 5 05 m3/s故。2 =4 Q 1=0.0334 0.02 5 05=0.00835/SR、=pQUo sin=

31、1 OOOx O.O334x 68.04x sin 60=1968V根据作用与反作用的关系，平板受力为：Fy、=-Ry=-1968VduY du.duY duY dur-=-+u r-+u、,-+u.-dt dt dx dy dz=0+xy2 x y 2 一；y3 x2xy+xyx03.ydu dux du duv du-=-+ur+uv-+u,-dt dt dx dy dz=0+xy2 x O-y3 x(-y2)+xyx0r5-du,-=d-u.-+Udu7 du,du.Y-+、,-+W,-dt dt dx dy dz2=O+xy x y1y 3xx+xyxO2 3第三章3-1 解:当(羽X

32、2)=(1,2,3)时，加速度为:-du-x=-1xy4dt 3=x 1 x 24316Tduxdt1=X32532TM.-Q Q d X3600 x800 V mi Y%x 0.846=0.16 6 9 2Z7 +旦+I 幺 _ 1+I也pg 2g pg 2gz尸h时,Uj=0,表压p i为零。因此2=拜 阁=卜叫63-)=632 4M)3-5解：由于吸入管直径大于排出管直径，根据连续性原理，排出管中液体流速大于吸入管中液体流速。设排出管中液体流速为u,=0.7,Q=d2u2=x 0.0 1 22 X6.32 4=7.1 5X1 0-4(T3/5)3-7解：取B容器出水管口的Z坐标为零，根据

33、伯努里方程，有：zl+?P l ,-1-正+或P8 2 g pg 2gZ二H 时，Ui=O o p i=p 2 o 因此u2=J 2 g”=J 2 x 9.8x 3=7.6 6 8（m/s）P P g z.+p g b h =p2-p g zA+点 4?2一1 =（一夕）gM管径为:故l4 xj o o-=J=理=0.06 8（m）Q2 丫 加，2 TTX 7.6 6 84/2（/y-0）g A 2（136 00-1000 x 9.8x 0.2V P-v l o o o=7.02&?/s）3-9解：取 A容器液面的Z 坐标为零，根据伯努里方程，两容器油面的能量关系有：水平管中的绝对压强由下式求

34、得:“+a=P go2五+匹+互+力：P g 2 g p g 2 g口 P t rP =P g H +-z +P S I 2 g JU =U 2，因此1000 x 9.8 3+I x l Q51000 x 9.86 +7.6 6 8?、2 x 9.8,（3.6-0.3）x l _ 2 0 =19.6 1 6 n85 0 x 9.8=0.412 x 1（）5油柱3-10解：取水管中心的Z 坐标为零，根据伯努里方程，有:p P i=0.412 x l 05-l x l 05=-O.5 88x l O5P aP l 上一。2 4公 一,2 ,2 _ 2（P|凸）-1-1-/-U|-P g 2 g P

35、 g 2 g -P3-8解：取水管中心的Z 坐标为零，根据伯努里方程，有:设量为Q，则:“L q-D24“2=2-J24根据等压面原理，有:1 6 _ 1 6 =2（|一%）乃2 d4-2）4 J p1 ；2（P|-%）f j 6 _g p7T2D4）/d4。29 一匕）（1 6（Z）4-J4）p_ _ _%X 0.052 1 2 x（1 3600-800）x9.8x0.4=0.9 x-1 /-4 V 800=0.01 9 年/s）Q=360goQ=3600 x 800 x 0.01 98=5702 4tg/=57.02 4/3-1 1 解：1）求 B 管中流速在 T管上根据伯努里方程，有：根

36、据等压面原理，有：P+PzA+pgh=p2+pgzA+pgMiPi-P i=（0 一0）g M故2?P1/_ 3,“37-=-1-Pg 2 g pg 2 g正=且+日Pg Pg 2g2“372?P3=胡PPS+-!-2 g2 J式中流速为:Qr 30 x1 O-3u=L=-=1.492m/s2 x 0.1624 4U 3TQT 30X10-371 d1%x 0.042=23.873m/s4 4=2.512（s）2）求B管直径因此P3=Pg互+互 _Pg 2g2 W3T2gJ40,4x0.1x30 x10-3-x 2.512-0.039?900 x9.8x2.4x105、900 x9.81.49

37、22H-2x9.823.8732、2x9.8.3-12解：根据伯努里方程，有:=-0.1546x1 O N/加2为表压强，液面表压强P 2=0。在B管上根据伯努里方程，有:2 2互+也=+区+%Pg 2g P、g 2g 如G 一 Jh-_ H _ h-B-n nwB2g Pg Pg2 2“生生=外+M M.c c wl H 2Pg 2g pg 2g则 管 中 出 口 流 速u2=J2g”-（A%+M,2）J=J2X9.8X3-（0.6+1）=5.23&Ms）管中流量Q=x0.012 x5.238=4.114x 10 5（m3/5）水力坡度：%=0.06,L10 2L2 10-=0.1“38M.

38、，i%3-14解：根据伯努里方程，建立两液面间的关系有:2 2P l u,TT p)电 4-+H=z9+4-AAP g 2 g pg 2g根据意U|=U 2=0,表压P 1=P 2。因此H=Z2+A/Z“,=2 +2 7+1 =30m 水柱PgHQ二0二反N pgH0.9 x 80 x 1 0 0 01 0 0 0 x 9.8x 3 0n=0.2 4 5?Is根据伯努里方程，并考虑5=0,建立吸入液面与泵吸入口间的关系有：2 2-=zs+A/%.=-=zv+M,、P g P g 2g pg pg 2g吸入管中流速us=皂-0245 3.4 6 4 z/s)7C,9 7C _ _od x 0.3

39、_4 4泵 吸 入 口 处 的 真 空 度 且 一&=2 +始鲍+0.2 =2.81 3水柱，则真P g P g 2 x 9.8空表读数为：-0.2 7 6 s。3-1 5解：根据伯努里方程，建立吸入液面间与压水管出口的关系有：2 9P l+u：+r/i/=z.+z,+W；+A./z,.P S 2 g pg 2g根据意U=0,表压p二p?为零。因此2 )八2H =z.+z2+-+A hu,=2 0+2=4 2.4 0 8 水柱2 g”2 x 9.8j r j re =-D；M=-x 0.0 12 x 2 0 =1.5 7 x l 0-3w3/5M p g H Q 1 0 0 0 x 9.8x

40、4 2 4 0 8x 1.5 7 x l O-3 o,N=-=-=81.6Wr)0.8根据伯努里方程，建立泵出口与压水管出口的关系间的：-2 )一P d +!Ud =zr 2+I p 2+、U2+、AA/k?P d p2 w I M2 ,A/.dl dP S 2g pg 2g =-p-g-p-g-=z2+-2-g +M tw-2g泵出口处管中流速ud=-0=7 x 1。=5(m/s)。：-x 0.0 224 1 4泵 出 口 处 的 表 压 强&一 也=19+3+1.7-=3 9.83 3 水柱pg pg 2 x 9.8 2 x 9.83-1 6解：根据伯努里方程，建立两油罐油面间的关系有:-

41、P l 小 U；人 7 +/=z,+A/?.,P S 2g pg 2g根据意U|=1 1 2=0，因此r rp2-p,A,s (O J-O 2 l x l O5H=Z72+也+A/zu.=4 0+1-L-+5 =4 6.2 7 6 pg 80 0 x 9.8油柱N=HQ=80 0 x 9.8 x 4 6.2 7 6 x =2 0 1 5 W3 6 0 02.0 1 5 A W、2 1 N AZH=z 2 T-+Ah2 g M g H1 4 7N_ 2.0 1 5 _/泵 -7 5 1 QkWn _泵0.8Nm=%=至=2 5 1刑=2.SkW电价 0.93-1 7解：1)求扬程H根据伯努里方程

42、，建立吸入液面间与压水管出口的关系有:2 2Pl U：_ p?U；.,+H=z,+AA.Pg 2g Pg 2g根据意U=o,P1=P2O因此2H=z2+A/i.2 gW3-(Z2+A/2U.)W2“3 _(3 +3)H 21Q=rjNPgHu2Q-D24r/NpgH12?yr/N0SI2/0.9 x 8x 1 0 0 0U“3 一6 2一5.5 1 2=02g-x 0.32x 1 0 0 0 x 9.80解方程得：H=6.1 3 3 m水柱。因此，管中流量和流速为:Q=%0.9 x 8x 1 0 0 01 0 0 0 x 9.8x 6.1 3 3=0.1 2/7 73 IsU)=Q0.1 2=

43、1.6 9&7 7/S2）求泵入口处压强系有:根据伯努里方程，并考虑川二0,建立吸入液面与泵吸入口间的关A*u2+吉+n 五-正=z+M P g P g 2g泵吸入口处的真空度且&=1 +P g P g3-18解：1)求液体受到的合外力根据动量方程，有：F、=胆工，=人(七 一%、，)竺 竺 +0.8=1.9 4 7加水柱2 x 9.8其中U2x=，%=Q l O O x l O-3=L 4 1 5 n/s,0 2 y =1.415m/s,v y=0。因此4=-80 0 x 1 0 0 x l 0-3x l.4 1 5=-l l 3.1 7 7 NFy=80 0 x 1 0 0 x 1 O *

44、i.4 1 5=1 1 3.1 7 7 N2）求弯管对液体的作用力R xx+-D2p=FV4Rx=Fx-4 D21px=-l 13.177-X0.32 X2.23X105=-15876V4R；*D2P2=F，R=F+-D p,=1 13,177+-x0.32 x2.1 IxlO5=1502789N 4-43)求支座的作用力弯管对液体的作用力与弯管受到液体的作用力为一对作用与反作用力关系，因此弯管受到液体的作用力为：&=-R x=1 5 87 6 VRy =-R y=-1 5 0 2 7 89 7 VR=J(&)2+(尺)2 =7(1 5 87 2+(-1 5 0 2$2=2 1 86 0 V支

45、座受到弯管的作用力等于弯管受到液体的作用力。3-19解：1)求液体受到的合外力根据动量方程，有：工=-%)=P Q(P i co s6 02-1 7,)Fy=pQ z y-巳 v)=pQ(-o2 sin 6 0 -0)因此其中：Q0.1 4 B工 X 0.2 5 24Q0.1：0.5 0 9/s-x 0.524Fx=1 OOOx 0.1 x(2.037xcos600-0.509)=50.96NFv=1000 x0.lx(-2.037xsin60-0)=-176i42)求弯管对液体的作用力3）求弯头受到液体的作用力根据作用与反作用力关系，有:R、=_R=3124W2 2PA上匕 PB上心Pg 2

46、g pg 2gPA=PB吗-U12)=1.8X105R、=-R；=7828377V+1222K(2.0372-0,5092)=1.819x105 Pa+-32213V2 3-20解：1)求液体受到的合外力根据动量方程，有:尺+DAPA-DBPB COS60=FxR=Fx-D pA+D lpRc o Mjr rr=50.9-x0.52xl.819xl05+-X0.2 52 X 1.8X1 05 XCOS604 4=-31241V工=闻（。2-巳）其中：u2=20m/s。=匕?1?=20 x/x0.012=i 57x10-3/$1=%d_=20 x0.8m/s尺+?。8而60=%尺。初川皿60。4

47、=-1764-x0.252 x 1.8x 1()5 xsin600=-782837N4因此F*=1 OOOx 1.57X10-3X(-20-(-0.8)=-30.144N2）求筒对液体的作用力-)2互+红=互+军+P g 2 g pg 2gP i=P2+7(y 2 -讨)+p g hw=0 +-)x(2 02-0.82)+1 0 0 0 x 9.8x l=2.0 9 5 x 1 O&其中：V-,=-Q-=1:.8=2.292m/s三次-xl24 2 4/一 2因此D,2.2 9 2 x1.0 1 9 m/sFx=1 O O O x 1.8 x(2.2 9 2 1.0 1 9)=2 2 9 L

48、4 NR1*D*=FX尺=+=-3 0.1 4 4+-x 0.0 52 x 2.0 9 5 x 1 054=3 8 L 2 N3）求人受到的作用力根据作用与反作用力关系，有：R =-R =-3 81.2 N3-21解：1）求液体受到的合外力根据动量方程，有：工=“（匕一巳）2)求筒体对液体的作用力?2P 上明 一。22P g 2 g pg 2 g%=8+郛-出)=4 x 1 05+y)x(1.0 1 92-2.2 9 22=3.9 7 9 x 1()5 尸。R+P i-(D2 PI=Fx=2 2 9 1 4-X1.52X4X1 05+-xl2 X3.9 7 9X1 054 4=-3 9 2 0

49、 5 7 V3）求筒体受到液体的作用力根据作用与反作用力关系，有:&=一 尺=393075V筒体受到液体的作用力即为筒体对支座的作用力。3-22解：1）求体积流量。=业9=81.6*10-3m3/510002）求进出口绝对流速4=6 2 加/571d 2b TTX 0.4x0.04C 2rcos301.623cos30=l.S75m/s81.6x10-3万 x 0.2x0.04Q=3.247，/s7albG=c”Fx=凶(。2 cos(180P-1 3 )-)=-pJ2(cos(l 8(y-135)+1)=1000 xl9.82 xxO.l2 x(cos452+1)=-52563 IN根据作用

50、与反作用力关系，有：&=工=52563 W2)求叶片运动时受到的作用力根据相对运动动量方程，液体受到的合外力有：工=一夕仙一必)2 C/2(COS45+1)=1000 x(19.8-12)2 X-X0.12X(COS452+1=815.72N3-23解：1）求叶片固定不动时受到的作用力2 2根 据 伯 努里方程五+9-=立+生，由于|=2,pg 2g pg 2gt1。根根据作用与反作用力关系，有:凡.=一 招=815.72N据动量方程，液体受到的合外力有:第四章补充题：1.已知一粘性流体的速度场为：日=5*2)4+3 孙 0-8 丘装(“5)流体动 力 粘 性 系 数 =0.1 4(4/.y/