青理 流体力学第二版 课后习题答案.doc

《青理 流体力学第二版 课后习题答案.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、4.8利用皮托管原理，测量水管中的点速度。如读值=60mm，求该点流速。解：（m/s）答：该点流速m/s。4.9水管直径50mm，末端阀门关闭时，压力表读值为21。阀门打开后读值降至5.5，如不计水头损失，求通过的流量。解：（1）水箱水位（m）（2）阀门开启后，从水箱液面到仪表处列伯努利方程，可得：∴（m/s）（m3/s）答：通过的流量m3/s。4.10水在变直径竖管中流动，已知粗管直径=300mm，流速=6。为使两断面的压力表读值相同，试求细管直径（水头损失不计）。解：以过下压力表处的水平面为基准面，列伯努利方程如下：∵，m，取，当时，有：（m/s）由连续性方程∴（mm）答：

2、细管直径为mm。4.11为了测量石油管道的流量，安装文丘里流量计，管道直径=200mm，流量计喉管直径=100mm，石油密度=850，流量计流量系数=0.95。现测得水银压差计读书=150mm，问此时管中流量是多少。解：其中：；（m）（m3/s）（l/s）答：此时管中流量l/s。4.12水箱中的水从一扩散短管流到大气中，直径=100mm，该处绝对压强=0.5大气压，直径=150mm，试求水头，水头损失忽略不计。解：（1）以出水管轴线为基准面，列管径与处的伯努利方程，可得：取，，kPa∵∴（m/s）（2）从液面到短管出口列能量（伯努利）方程。（m）答：水头m。4.13离心式通风机

3、用集流器从大气中吸入空气，直径=200mm处接一根细玻璃管，已知管中的水上升=150mm，求进气流量（空气的密度=1.29）。解：以集流器轴线的水平面为基准面，从距进口一定距离的水平处列到测管处的伯努利方程，可得：不计损失，取∴其中，则∴（m/s）（m3/s）答：进气流量m3/s。4.14一吹风装置，进排风口都直通大气，风扇前、后断面直径==1m，排风口直径=0.5m，已知排风口风速=40，空气的密度=1.29，不计压强损失，试求风扇前、后断面的压强和。解：以过轴线的水平面为基准面，以及截面列伯努利方程：其中，（m/s），，∴（Pa）从大气到断面，列伯努利方程：其中，（相对压强

4、），∴（Pa）答：风扇前、后断面的压强Pa，Pa。4.15两端开口的等直径形管，管内液柱长度为，使液面离开平衡位置而造成液柱振荡，水头损失忽略不计，求液柱的振荡方程=。解：取0-0断面为基准面，由非恒定流的伯努利方程：∵，，，∴∴∵∴令，则答：液柱的振荡方程。4.16水力采煤用水枪在高压下喷射强力水柱冲击煤层，喷嘴出口直径=30mm，出口水流速度=54，求水流对煤层的冲击力。解：取控制体如图，受力如图。∴（kN）水流对煤层的作用力与构成作用力与反作用力，大小为kN，方向向右。答：水流对煤层的冲击力kN，方向向右。4.17水由喷嘴射出，已知流量=0.4，主管直径=0.4，喷口直径

5、=0.1m，水头损失不计，求水流作用在喷嘴上的力。解：（1）取过轴线的水平面为基准面，列螺栓断面与出口断面的伯努利方程：∴（kPa）（m/s）（m/s）（2）取控制体如图所示，列动量方程。∴（kN）答：水流作用在喷嘴上的力为kN。4.18闸下出流，平板闸门宽=2m，闸前水深=4m，闸后水深=0.5m，出流量=8，不计摩擦阻力，试求水流对闸门的作用力，并与按静水压强分布规律计算的结果相比较。解：（1）由连续方程∴（m/s）（m/s）（2）由动量方程，取控制体如图。∴（kN）（kN）答：水流对闸门的作用力kN，按静水压强分布规律计算的结果kN。4.19矩形断面的平底渠道，其宽度为2

6、.7m，渠底在某断面处抬高0.5m，该断面上游的水深为2m，下游水面降低0.15m，如忽略边壁和渠底阻力，试求：（1）渠道的流量；（2）水流对底坎的冲力。解：（1）以上游渠底为基准面，列上、下游过水断面的能力方程：其中：，m，m，m，m∴（m3/s）（m/s）（m/s）（2）取控制体如图，列动量方程.∴（kN）答：（1）渠道的流量m3/s；（2）水流对底坎的冲力kN。4.20下列不可压缩流体、平面流动的速度场分别为：（1）=；=（2）=；=（3）=；=试判断是否满足流函数和流速势的存在条件，并求、。解：（1）∵，满足连续方程，流速数存在。又∵，有旋，故不存在。∵，∴流速数（2）

7、∵，流动不存在。（3）∵，故流速数存在。又∵，有旋，故存在势函数。流函数与势函数满足：解得：∴又可解得：∵∴，∴4.21已知平面流动的速度为直线分布，若=4m，=80，试求：（1）流函数；（2）流动是否为有势流动。解：已知，当m，m/s。∴（s-1），由连续性条件：，∴∴∴，当时，。∴∵（s-1）∴流动有旋。答：（1）流函数；（2）流动有旋。4.21已知平面无旋流动的速度为速度势，试求流函数和速度场。解：∵；∴；∴答：流函数；速度场，。4.21已知平面无旋流动的流函数，试求速度势和速度场。解