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1、流体力学1.10解:A=45×40cmm=5Kgu=1m/sб=1mm下滑力:f=G×sinθ=5×9.8×5÷13=18.85KN匀速下滑,内摩擦力F=f=18.85KNμ=F/A×du/dy=18.85/(45×40×10-4)×1/(1×10-3)=0.105Pa·s1.11解:u=1m/sб=10mmμ=0.09807Pa·sτ=μ×du/dy0.09807×1/(10×10-3)=9.807N1.15解:P1=ρ2gZ2=13600×9.81×50×10-3=6670.8PaZ1=P1/ρ1g=66
2、70.8/(1000×9.81)=0.68m1.17解:P3=P4+ρ2g(▽4-▽3)=ρ2g(▽1-▽4)+Pa+ρ2g(▽4-▽3)=ρ2g(▽1-▽3)+Pa=ρ1g(▽2-▽3)+Pa▽3=(ρ1▽2–ρ2▽1)/(ρ1–ρ2)=(13600×20–1000×100)/(13600–1000)=13.65cm1.18解:▽1=3.0m▽2=0.6m▽3=2.5m▽4=1.0m▽5=3.5mP5=P4-ρH2Og(▽5-▽4)P4=P3-ρHggg(▽3-▽4)P3=P2-ρH2Og(▽3-▽2)P2
3、=P1+ρHgg(▽1-▽2)P1=0P5=P0+ρHgg(▽1-▽2)-ρH2Og(▽3-▽2)+ρHgg(▽3-▽4)-ρH2Og(▽5-▽4)=P0+ρHgg(▽1-▽2+▽3-▽4)-ρH2Og(▽3-▽2+▽5-▽4)=101325+13600×9.81×(3–0.6+2.5-1)-1000×9.81×(2.5–0.6+3.5-1)=578483.4Pa1.20解:dA=0.2m,dB=0.4m,uB=1m/s以A断面为基准面,建立A-B断面伯努利方程PA=70KPa,PB=40KPa,ZA=0,Z
4、B=1m,=27690Pa从A到B阻力为正,流向:从A到B。1.21解:d1=125mm,d2=100mm,d3=75mm,z=175mm忽略阻力,首先通过水银测压计计算流速。(1)以2-2断面中心水平面为基准面,建立1-1、2-2断面伯努利方程∵H1-H2=Z1∴根据静力学方程:P1+ρHgg(Z1+Z2+Z)=P2+ρH2OgZ2+ρHggzP1-P2+ρHggZ1=(ρHg-ρH2O)gZ∴根据连续性方程:Z=0.175mm/s(2)以3-3断面中心水平面为基准面,建立3-3、0-0断面伯努利方程P3=
5、P0=0Z3=0Z0=Hu0=0根据连续性方程:(3)以3-3断面中心水平面为基准面,建立3-3、P-P断面伯努利方程P3=0Z3=0ZP=0uP=u2=8.56m/su3=15.21m/s1.22解:dA=150mm,dB=100mm,uA=2m/s,zA=1.2m,zB=0m,HA=1.5m忽略阻力。以B-B断面中心水平面为基准面,建立A-A、B-B断面伯努利方程根据静力学方程:PA=ρH2OgHAPB=ρH2OgHC根据连续性方程:均为层流,αA=αB=21.25解:不计阻力。以D-D断面中心水平面为基
6、准面,建立D-D、0-0断面伯努利方程PD=P0=0,ZD=0m,Z0=4m,u0=0m/s根据连续性方程:uA=uB=uC=uD×(DD/DA)2=8.86×(50/150)2=0.98m/s以A-A断面中心水平面为基准面,建立A-A、0-0断面伯努利方程P0=0,ZA=0m,Z0=3+4=7m,u0=0m/s,uA=0.98m/s以B-B断面中心水平面为基准面,建立B-B、0-0断面伯努利方程P0=0,ZB=0m,Z0=0m,u0=0m/s,uB=0.98m/s以C-C断面中心水平面为基准面,建立C-C、
7、0-0断面伯努利方程P0=0,ZC=0m,Z0=-2m,u0=0m/s,uC=0.98m/s1.26解:不计阻力。以1-1断面中心水平面为基准面,建立1-1、2-2断面伯努利方程P1=P2,Z1=0m,Z2=3m,u2=3m/s根据连续性方程:d0=d×(u2/u1)1/2=0.2×(3/8.23)1/2=0.121m1.27解:不计阻力。以1-1断面中心水平面为基准面,建立1-1、2-2断面伯努利方程Z1=0m,Z2=-1.5m,u2=3m/s根据连续性方程:u1=u2×(dD/dA)2=3×(300/15
8、0)2=12m/s右侧水银页面高,高度差:传热学3.3解:已知:q=42400W/m2,t1=111℃,б=3mm,λ=1W/m·℃3.4解:已知:q=40000W/m3,tf=20℃,б=10cm,λ=15W/m·℃,α=50W/m2·℃仅考虑半边,有内热源导热微分方程:积分:代入边界条件:3.5解:已知:q=163W/m,t1=400℃,t2=50℃,d=100mm,查表:λ=0.058W/m·