[工程流体力学(水力学)]1-4章习题解答.pdf

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1、第一章绪论31-1．20℃的水2.5m，当温度升至80℃时，其体积增加多少？[解]温度变化前后质量守恒，即VV11223又20℃时，水的密度998.23kg/m1380℃时，水的密度971.83kg/m21V13V2.5679m223则增加的体积为VVV0.0679m211-2．当空气温度从0℃增加至20℃时，运动粘度增加15%，重度减少10%，问此时动力粘度增加多少（百分数）？[解](10.15)(10.1)原原1.0351.035原原原1.035

2、原原原0.035原原此时动力粘度增加了3.5%21-3．有一矩形断面的宽渠道，其水流速度分布为u0.002g(hy0.5y)/，式中、分别为水的密度和动力粘度，h为水深。试求h0.5m时渠底（y=0）处的切应力。du[解]0.002g(hy)/dydu0.002g(hy)dy当h=0.5m，y=0时0.00210009.807(0.50)9.807Pa21-4．一底面积为45×50cm，高为1cm的木块，质量为5kg，沿涂有润滑油的斜面向下作等速运动，木块0运

3、动速度u=1m/s，油层厚1cm，斜坡角22.62（见图示），求油的粘度。u[解]木块重量沿斜坡分力F与切力T平衡时，等速下滑dumgsinTAdymgsin59.8sin22.62u1A0.40.450.0010.1047Pasdu1-5．已知液体中流速沿y方向分布如图示三种情况，试根据牛顿内摩擦定律，定性绘出切应力dy沿y方向的分布图。yyyuuuuuu[解]yyy0=0=0第二章流体静力学2-1．一密闭盛水容器如图所示，U形测压计液面高于容器内液面h=1.5m，求

4、容器液面的相对压强。[解]p0paghpppgh10009.8071.514.7kPae0a2-2．密闭水箱，压力表测得压强为4900Pa。压力表中心比A点高0.5m，A点在液面下1.5m。求液面的绝对压强和相对压强。[解]pp0.5gA表pp1.5gpg490010009.84900Pa0A表ppp49009800093100Pa00a2-3．多管水银测压计用来测水箱中的表面压强。图中高程的单位为m。试求水面的绝对压强pabs。[解]pg(3.01.

5、4)g(2.51.4)g(2.51.2)pg(2.31.2)0水汞水a汞p1.6g1.1g1.3gp1.1g0水汞水a汞33pp2.2g2.9g980002.213.6109.82.9109.8362.8kPa0a汞水2-4．水管A、B两点高差h1=0.2m，U形压差计中水银液面高差h2=0.2m。试求A、B两点的压强差。（22.736N2／m）[解]pA水g(h1h2)pB水银gh233ppghg(hh)13.6109.8

6、0.2109.8(0.20.2)22736PaAB水银2水122-5．水车的水箱长3m,高1.8m，盛水深1.2m，以等加速度向前平驶，为使水不溢出，加速度a的允许值是多少？[解]坐标原点取在液面中心，则自由液面方程为：azx0gl当x1.5m时，z1.81.20.6m，此时水不溢出02gz09.80.62a3.92m/sx1.52-6．矩形平板闸门AB一侧挡水。已知长l=2m，宽b=1m，形心点水深hc=2m，倾角=45，闸门上缘A处设有转轴，忽略闸门自重及门轴摩擦力。试求开启

7、闸门所需拉力。[解]作用在闸门上的总压力：PpAghA10009.822139200Ncc1312J2c12作用点位置：yy2.946mDc2yAsin45c21sin45hl22cy1.828mAsin2sin452Tlcos45P(yy)DAP(yy)39200(2.9461.828)DAT30.99kNlcos452cos452-7．图示绕铰链O转动的倾角=60°的自动开启式矩形闸门，当闸门左侧水深h1=2m，右侧水深h2=0.4m

8、时，闸门自动开启，试求铰链至水闸下端的距离x。[解]左侧水作用于闸门的压力：hh11FghAgbp1c112sin60右侧水作用于闸门的压力：hh22FghAgbp2c222sin601h1h12F(x)F(x)p1p23sin603sin60hh1