中南大学流体力学课后答案包括过程.doc

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1、第1章绪论1.1解：1.2解：当时，此处的流速梯度为当时，此处的流速梯度为1.3解：1.4解：充入内外筒间隙中的实验液体，在外筒的带动下做圆周运动。因间隙很小，速度可视为近似直线分布，不计内筒端面的影响，内桶剪切应力由牛顿内摩擦定律推得：作用于内筒的扭矩：1.5解：体积压缩系数：（负号表示体积减少）手轮转数：1.6解：，即比增加了3.5％。1.7解：测压管内液面超高：当测压管内液面标高为5.437m时，若箱内盛水，水箱液面高程为：若箱内盛水银，水箱液面高程为：1.8解：当液体静止时，它所受到的单位质量力：。当封闭容器自由

2、下落时，它所受到质量力除向下的重力G＝mg外，还有与重力加速度方向相反（即向上）的惯性力F＝－mg，所以其单位质量力为1.9解：水平方向（法向）的单位质量力为：同理可求：则A点处单位质量力为：与水平方向夹角为：1.10解：体积膨胀系数：解法二：积分：所以，膨胀水箱的最小容积为：1.11答：运动粘度——切应力——体积模量——表面张力系数——动量——功——1.12答：①（欧拉数）②③④（韦伯数）1.13解：由已知条件可将溢流堰过流时单宽流量q与堰顶水头H、水的密度ρ和重力加速度g的关系写成下面的一般表达式：其量纲公式：根据量

3、纲一致性原则：：：：解得：令（即堰流流量系数），得堰流单宽流量计算公式：1.14解：根据题意已知列出水泵输出功率与有关的物理量的关系式：由于用瑞利法求力学方程，有关物理量不能超过4个，当有关物理量超过4个时，则需要归并有关物理量，令写出指数乘积关系式：写出量纲式：以基本量纲（、、）表示各物理量量纲：根据量纲和谐原理求量纲指数：：：：得：，，整理方程：令K为试验确定的系数：1.15解：列出有关物理量的关系式：取，，为基本量，，：：：：得：，同理可得：：解得：，，，即：第2章流体静力学2.1解：相对压强：2.2解：设小活塞顶

4、部所受的来自杠杆的压力为F，则小活塞给杠杆的反力亦为F，对杠杆列力矩平衡方程：小活塞底部的压强为：根据帕斯卡原理，p将等值的传递到液体当中各点，大活塞底部亦如此。2.3解：（1）（2）水柱高2.4解：2.5解：1－1为等压面：2.6解:2.7解：如图所示，过1、2、3点的水平面是等压面。2.8解：＝＝＝34.65282.9解：如图所示，A、B、C点水平面是等压面。2.10解：对上支U形管：所以（1）对下支U形管：（2）将(2)代入(1)得：代入（2）得：2.11解：2.12解：静水总压力：或：合力作用点D距A点的距离：或

5、：压力中心至闸门底边的距离：或：压力中心的位置：：2.13解：（1）求闸门所受的静水总压力P及力矩M对角式转动闸门铅垂边：静水总压力：作用点距O点的距离：力矩：对角式转动闸门水平边：静水总压力：作用点距O点的距离：力矩：对整个角式转动闸门：静水总压力：力矩：（2）求当时闸门所受的力矩M＝0当时，即时，M＝02.14解：设阀门形心点的水深为hc阀门上受的静水总压力：P的作用点距水面的斜长：阀门上受的静水总力矩：2.15解：受力示意图：（1）水压力（2）对O点的矩P1的矩：或：P2至坝踵的距离（沿坝面方向）：或：P2的矩：2

6、.16解：闸门左侧流体静压力：左侧压力中心距B点的距离：或：左侧压力中心D1的位置（距水面的距离）：闸门右侧流体静压力：右侧压力中心距B点的距离：或：右侧压力中心D2的位置（距水面的距离）：对铰链O列力矩平衡方程（此时x>e1）：另一种情况（此时e1>x，e2>x）：对铰链O列力矩平衡方程：2.17解：2.18解：（1）求铅直分力Pz（2）求水平分力Px2.19解：解法一：水平分力：铅直分力：解法二：水平分力：铅直分力：其余同解法一。2.20解：设为油顶部以上油柱的高度。水平分力：或：铅直分力：与水平面的夹角：P距O点的

7、矩：由，得：周亨达教材习题解答：第3章流体动力学基础3.1解：3.2解：（1）（2）二元流动（3）恒定流（4）非均匀流3.3解：3.4解：3.5解：（1）（2）3.6解：渠中：管中：3.7解：以过A点的水平面为等压面，则可以看出：，水将从B点流向A点。或：解得水头损失为：，水将从B点流向A点。3.8解：1－1、2－2、3－3为等压面。由左边：由右边：且：因为：则：解得：或直接由公式：求。3.9解：以过2—2断面渠底处的水平面为基准面0—0，对1—1和2—2过水断面列能量方程：3.10解：（1）阀门关闭时，对1－1和2－2

8、列能量方程：得：（题意理解一：是整个管路的水头损失）阀门开启时，对1－1和3－3列能量方程：（2）（题意理解二：是至压力表断面的管路水头损失）阀门开启时，对1－1和2－2列能量方程：（2）3.11解：对1－1和2－2断面列能量方程：或：3.12解：以过管轴线的水平面为基准面0—0，对1—1和2—2列能量方程：3.13