流力与流机1-6

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1、流力与流机课后作业题流体力学部分第一章1-8解：由于油膜厚度较小，假设板间流体中的速度分布是线性的由牛顿内摩擦定律：得1-13解：轴承与轴颈间间隙：轴颈相对轴承的线速度：由于间隙较小，由牛顿内摩擦定律：因油膜摩擦而附加的阻力矩M：第二章2-7解：即2-10解：2-16解：（1）（2）2-19解：（1）求容器的转速：（例题4-2）因运动前后圆桶内水的体积相等，令，为容器底至回转抛物面顶点距离，故因为代入上式得：又因代入上式得（2）旋转体体积等于同底同高圆柱体体积一半。因为水的体积大于容器的一半，因此当抛物面顶端碰到容器底时，有液体的溢出。若此时容器停止旋转，水面高度2-21解：假设闸门的宽度

2、为b，作用在闸门左边的总压力为：作用在闸门右边的总压力为：当上游水位超过2m时，要求闸门自动开启，由力矩平衡原理得：由几何知识得：；，代入上式得因为2-24解：（注：球缺，即球被一个平面所截而得的小于半球体积部分，其体积）根据题意，对小球作受力分析，共受到3力，分别为重力W、拉力以F及静水压力P。对静水压力进行分析，寻找其压力体，如图分析所示压力体为蓝色阴影部分减去红色阴影部分根据几何知识：蓝色阴影部分的体积应为高度为H1，底面直径为d的圆柱减去一个球缺。圆柱体积：球缺体积：红色阴影部分体积应为球体体积减去2个球缺再减去一个圆柱体。压力体的体积：第三章3-10解：体积流量,平均流速第四章4

3、-2解：以水平段管轴线所在水平面为基准面，分别列0-0、1-1、2-2截面的伯努利方程。，因为，代入伯努利方程得：，当管中流量增大时，两支测压管所在的点将增大，由上式可以看出，当速度增大，压强将会减小，故。当管中流量减小时，两支测压管所在的点将减小，由上式可以看出，当速度减小，压强将会增大，故。4-4解：由连续性方程在管轴线处取基准面，列1-1,2-2断面伯努利方程活塞杆受到的压力：4-7解：以射流出口和最高点为断面，出口为基准面，列伯努利方程。以喷嘴的进口和出口为断面，进口为基准面，列伯努利方程。4-8解：以过轴线水平面为基准，列1-1，2-2面方程风机的吸风量：4-12解：列1-1,2

4、-2伯努利方程，以0-0为基准面，忽略损失。由静力学知识可得：4-14解：（1）以管出口2-2面为基准，列1-1，2-2面伯努利方程，不计水头损失。（2）以液面1-1为基准,列1-1,A-A面方程以液面1-1为基准,列1-1,B-B面方程4-24解：建立直角坐标系O-xy，Ox轴水平向右，Oy轴竖直向上对面1—1、2—2列伯努利方程，得弯管壁对水流的作用力分别为：，列x方向的动量方程：=704N列y方向的动量方程：=1168N水流对弯管壁x、y方向的作用力分别为：，，水流对弯管壁的作用力为4-23如右图所示，一均匀厚度之平板，受水平射流冲击。冲击后使板与铅垂方向偏离30°，此射流作用在板中

5、心。已知射流截面厚25mm，宽20mm，流速v＝6m/s，射流与铰链之垂直距离15cm。不计阻力和重力，设分流截面与射流截面同宽。求：①分流流量；②射流对板之作用力（大小、方向、作用点位置）；③板之质量。解：建立直角坐标系O-xy，Ox轴沿光滑平板斜向上，Oy轴垂直于平板斜向左上。不计阻力和重力，分流截面与射流截面同宽，按理想流体计：列质量守恒方程：，即①同时，取0-0，1-1和2-2截面间的控制体，列方向的动量守恒方程（不计阻力和重力，所以）：即②通过式①和②可得到即对控制体，列方向的动量守恒方程：即平板对水流的作用力为：水流对平板的作用力与平板对水流的作用力大小相等，方向相反。由平板处

6、于平衡状态，y方向受力等于零，即第五章5-14解：由课本表1-3查得：紊流欲改变流态，需5.16解：由于流速为，沿程损失沿程阻力系数，雷诺数故第六章6-13解：以过轴线水平面为基准，列1-1，2-2面伯努利方程（1）由静力学知识：（2）易知：联立式（1）（2）解得：6-14解：管中的流速：不处于阻力平方区若流体处于阻力平方区：当量粗糙度6-17解：(1)式（1）中：（忽略局部损失）已知：（2）联立（1）（2）式，带入已知数据即可解出Q，Q为单位时间内通过的体积流量。该管路每昼夜的供水量等于Q乘每昼夜的时间即可。6-20解：以B水池液面为基准面，列A、B液面为过流断面列伯努利方程，不计局部损

7、失。（1）（2）（3）联立（1）（2）（3），带入数据即可解得泄流前后的流量Q1、Q2。流体机械部分第二章2-9解：当风机输送的介质发生变化，在输送不同气体时全压保持不变。依据相似定律：由于2-10解：有相似定律得：2-13解：