传输原理课后习题答案.pdf

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1、第二章流体静力学（吉泽升版）2-1作用在流体上的力有哪两类，各有什么特点?解:作用在流体上的力分为质量力和表面力两种。质量力是作用在流体内部任何质点上的力，大小与质量成正比，由加速度产生，与质点外的流体无关。而表面力是指作用在流体表面上的力，大小与面积成正比，由与流体接触的相邻流体或固体的作用而产生。2-2什么是流体的静压强，静止流体中压强的分布规律如何?解：流体静压强指单位面积上流体的静压力。静止流体中任意一点的静压强值只由该店坐标位置决定，即作用于一点的各个方向的静压强是等值的。2-3写出流体静力学基本方程式，并说明其能量意义和几何意义。

2、解:流体静力学基本方程为：PPZ1Z2或PPghPh1200同一静止液体中单位重量液体的比位能可以不等，比压强也可以不等，但比位能和比压强可以互换，比势能总是相等的。2-4如图2-22所示，一圆柱体d＝0.1m，质量M＝50．在外力F＝520N的作用下压进容器中，当0.5m时达到平衡状态。求测压管中水柱高度H＝?解：由平衡状态可知：（Fmg)g(Hh)(d/2)2代入数据得12.62m2.5盛水容器形状如图2.23所示。已知＝0.9m，h2＝0.4m，h3＝1.1m，h4＝0.75m，h5＝1.33m。求各点的

3、表压强。解：表压强是指：实际压强与大气压强的差值。P0(Pa)1PPg(hh)4900(Pa)2112PPg(hh)1960(Pa)3131PP1960(Pa)43PPg(hh)7644(Pa)54542-6两个容器A、B充满水，高度差为a为测量它们之间的压强差，用0顶部充满油的倒U形管将两容器相连，如图2.24所示。已知油的密度ρ=900／m3，h＝0.1m，a＝0.1m。求两容器中的压强差。油解：记中心高度差为a，连接器油面高度差为h，B球中心与油面高度差为b；由流体静力学公式知：PghP

4、gh2水4油PPg（ab)A2水PPgbB4水FFPPPPPga10793.1Pagh2AB24水d2D22-8一水压机如图2.26所示。已知大活22塞直径D＝11.785，小活塞直径5，杠杆臂长a＝15，b＝7.5，活塞高度差h＝1m。当施力F1＝98N时，求大活塞所能克服的载荷F2。解：由杠杆原理知小活塞上受的力为F：FbFa33由流体静力学公式知：FF3gh2(d/2)2(D/2)2∴F=1195.82N22-10水池的侧壁上，装有一根直径d＝0.6m的圆管

5、，圆管内口切成a＝45°的倾角，并在这切口上装了一块可以绕上端铰链旋转的盖板，2m，如图2.28所示。如果不计盖板自重以及盖板与铰链间的摩擦力，问开起盖板的力T为若干?(椭圆形面积的πa34)解：建立如图所示坐标系，o点在自由液面上，y轴沿着盖板壁面斜向下，盖板面为椭圆面，在面上取微元面,纵坐标为y，淹深为*θ,微元面受力为dFghdAgysindA板受到的总压力为FdFgsinydAgsinyAhAccAA盖板中心在液面下的高度为2=2.345°00盖板受的静止液体压力为γ9810*2.3*π压力中心距铰链轴

6、的距离为：a3bJhd14lyc00.44cyAsin452sin45h0caabsin450.6m,由理论力学平衡理论知，当闸门刚刚转动时，力F和T对铰链的力矩代数和为零，即：MFlTx0故6609.5N2-14有如图2.32所示的曲管。段长L1＝0.3m，∠45°，垂直放置，B端封闭，管中盛水，其液面到O点的距离L2＝0.23m，此管绕轴旋转。问转速为多少时，B点的压强与O点的压强相同段中最低的压强是多少?位于何处?解：盛有液体的圆筒形容器绕其中心轴以等角速度ω旋转时，其管内相对静止液体压强分布

7、为：2r2PPz02以A点为原点，为Z轴建立坐标系O点处面压强为PPgl0a2B处的面压强为2r2PPgZBa2其中：为大气压。rLsin45,ZLcos45L112当时ω=9.6中的任意一点的压强为2r2PPg(rL)a22对上式求P对r的一阶导数并另其为0得到，rg2即中压强最低点距O处Lr0.15msin45代入数据得最低压强为103060第三章习题（吉泽升版）ux2,u3y,uz3xyz3.1已知某流场速度分布为，试求过点(3，1，4)的流线。解：

8、由此流场速度分布可知该流场为稳定流，流线与迹线重合，此流场流线微分方程为：即：求解微分方程得过点(3,1,4)的流线方程为：(x2)3y1(z3)3