流体力学课后习题答案解析.doc

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1、5.1题5.3题解：按小孔出流计算出口流量为：则每水面下降的微段需要的时间为：故需要时间为：5.4解：依据题意，为短管出流水力计算问题。可以先计算短流量，则灌水时间可求。5.5解：水面最终保持平衡，即说明自流管的流量最终将与两台水泵的抽水量相同。5.14设并联前的流量为Q1，并联后左管的流量为Q2，则并联后的右管流量为1/2Q2。利用长管出流方程H=ALQ平方有：5.17解：总扬程包括抬水高度及水头损失，....5-2有一平底空船，其船底面积Ω为8m2，船舷高h为0.5m，船自重G为9.8kN。现船底破一直径10cm的圆孔，水自圆孔漏入船中，试问经过多少时间后船将沉没。

2、题5-4图解：在船沉没的过程中存在得∴船沉没过程中水自圆孔漏入的流量是不变的。另外，当h2=0时，h1’=0.125，则5-10工厂供水系统，由水泵向A、B、C三处供水，管道均为铸铁管，已知流量Qc=10L/s，qB=5L/s，qA=10L/s，各管段长l1=350m，l2=450m，l3=100m，各段直径d1=200mm，d2=150mm，d3=100mm，整个场地水平，试求水泵出口压强。题5-25图解：本题属简单长管道的水力计算，不计流速水头和局部水头损失。Q1=qA+qB+QC=10+5+10=25L/sQ2=qB+QC=5+10=15L/sQ3=QC=10L/

3、s，比阻不需修正。H=k1a1l1Q12+k2a2l2Q22+a3l3Q32各管段的比阻由表5-5查得，代入上式H=1.06×9.029×350×0.0252+1.05×41.85×450×0.0152+365.3×100×0.012=10.2m5-8虹吸管将A池中的水输入B池，已知长度l1=3m，l2=5m直径d=75mm，两池水面高差H=2m，最大超高h=1.8m，沿程阻力系数λ=0.02，局部损失系数：进口ζa=0.5，转弯ζb=0.2，出口ζc=1.0，试求流量及管道最大超高断面的真空管度。题5-8图解：这样简单短管道水力计算特点，应用公式有:列断面0-0、1-

4、1伯努力方程又1-2．20℃的水2.5m3，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，即又20℃时，水的密度80℃时，水的密度则增加的体积为1-4．一封闭容器盛有水或油，在地球上静止时，其单位质量力为若干？当封闭容器从空中自由下落时，其单位质量力又为若干？[解]在地球上静止时：自由下落时：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，求容器液面的相对压强。[解]2-3．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]2-13．如图

5、所示盛水U形管，静止时，两支管水面距离管口均为h，当U形管绕OZ轴以等角速度ω旋转时，求保持液体不溢出管口的最大角速度ωmax。[解]由液体质量守恒知，I管液体上升高度与II管液体下降高度应相等，且两者液面同在一等压面上，满足等压面方程：液体不溢出，要求，以分别代入等压面方程得：2-15．平面闸门AB倾斜放置，已知α＝45°，门宽b＝1m，水深H1＝3m，H2＝2m，求闸门所受水静压力的大小及作用点。[解]闸门左侧水压力：作用点：闸门右侧水压力：作用点：总压力大小：对B点取矩：2-16．如图，，上部油深h1＝1.0m，下部水深h2＝2.0m，油的重度=8.0kN/m3，

6、求：平板ab单位宽度上的流体静压力及其作用点。[解]合力作用点：2-19．已知曲面AB为半圆柱面，宽度为1m，D=3m，试求AB柱面所受静水压力的水平分力Px和竖直分力Pz。[解]水平方向压强分布图和压力体如图所示：2-20．一扇形闸门如图所示，宽度b=1.0m，圆心角=45°，闸门挡水深h=3m，试求水对闸门的作用力及方向[解]水平分力：压力体体积：铅垂分力：合力：方向：第三章流体动力学基础3.1[解]总流量：断面平均流速：3.3[解]3.4．图示管路由两根不同直径的管子与一渐变连接管组成。已知dA=200mm，dB=400mm，A点相对压强pA=68.6kPa，B点

7、相对压强pB=39.2kPa，B点的断面平均流速vB=1m/s，A、B两点高差△z=1.2m。试判断流动方向，并计算两断面间的水头损失hw。[解]假定流动方向为A→B，则根据伯努利方程其中，取故假定正确。3.5[解]根据文丘里流量计公式得3-12．已知图示水平管路中的流量qV=2.5L/s，直径d1=50mm，d2=25mm，，压力表读数为9807Pa，若水头损失忽略不计，试求连接于该管收缩断面上的水管可将水从容器内吸上的高度h。[解]3.13[解]3.16[解]v0=v1=v2x方向的动量方程：y方向的动量方程：3.17[解]取射流分成