工程流体力学基础作业答案 .docx

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1、工程流体力学基础作业1-9已知椎体高为H，锥顶角为2，锥体与锥腔之间的间隙为，间隙内润滑油的动力黏度为，锥体在锥腔内以的角速度旋转，试求旋转所需力矩M的表达式。解：以锥顶为原点，建立向上的坐标zvvrztanH2r2Mdz0cosH2z2tan2ztandz0cos32tanHz3dzcos034tanH2cos41-10已知动力润滑轴承内轴的直径D0.2m，轴承宽度b0.3m，间隙0.8mm，间隙内润滑油的动力黏度0.245Pa·s，消耗的功率P50.7kW，试求轴的转速n为多少？DDDDD3b解：力矩TFADb22224P41角速度P3TDb4P3Db60604

2、转速nP2830r/min22D3b2-10如果两容器的压强差很大，超过一个U形管的测压计的量程，此时可以将两个或两个以上的U形管串联起来进行测量。若已知h160cm，h251cm，油的密度331830kg/m，水银的密度13600kg/m。试求A、B两点的压强2差为多少？解：p1pA1ghAp2p12gh1p3p21ghCp4p32gh2pBp41ghBh2hAhBh1hCpBpA1ghA2gh11ghC2gh21ghBh2pApB1ghBh2hAhC2gh1h22gh1h21gh1h221gh1h2139.006kPa2-22一矩形闸门AB可绕其顶端A点旋转，由

3、固定在G点的重物控制闸门的开闭。已知闸门宽120cm，长90cm，闸门和重物共重10000N，重心在G点处，G和A点的水平距离为30cm，闸门和水平面的夹角60。试确定水深多少时闸门正好打开？解：力矩T100000.33000Nmbh31.20.934惯性矩I0.0729mcx1212面积Abh1.08m2IcxyDycycAhyDycgycsinAT2hgIcxsingycsinAT2yTgIcxsin2TI0.5768314mccxhhAgsingsinA2hHycsin0.88926m22-31汽油箱底部有一锥形阀，D100mm，d50mm，d125mm，a1

4、00mm，b50mm，汽油密度为830kg/m3，若略去阀芯的自重和运动时的摩擦力不计，试确定：（1）当测压表读数pe9806Pa时，提起阀芯所需的最小的力F；（2）F0时的计示压强pe。pe解：（1）相当自由液面高Hb1.254739mg22上面压力体V上Dd1H9.2387785103m34下面压力体222aD2d2H33V下aDdDdd7.652822210m1244FV上V下g12.909N（2）V上V下2aD2d2Ddd2aD2d2HD2dH1124441222aDdDdd2aD2d2HD2dH13aD22d2DdH0.17777778m23d2d1peg

5、Hb1040Pa3-4已知流场中速度分布为vxyzt，vyxzt，vzxy。问：（1）该流动是否定常流动？（2）求t0时点（1，1，1）上流体微团的加速度。解：（1）非定常（2）vxvxvxvxaxvxvyvztxyz10xztzxy23vyvyvyvyayvxvyvztxyz1yztz0x2y1vzvzvzvzazvxvyvztxyz0yztyxztx023-13一喷管直径D0.5m，收缩段长l0.4m，30，若进口平均速度v10.3m/s，求出口速度v2。解：dD2ltan0.03812m2Dv2v151.613md3-14图示文杜里管和压强计，试推导体积流量和

6、压强计读数之间的关系式。22解：由连续方程v1d1v2d222p1v1p2v2伯努利方程z1z2g2gg2g42v2d2p1p2z1z2g12d1等压关系p1gh1p2gh2mgH高度关系z1h1z2h2Hp1p2gh2h1mgHgz1z2HmgHgz1z2mgH42d2v21mgH2d12mgHv24d21d122mgHqVd244d21d13-25直立圆管直径10mm，一端装有5mm的喷管，喷管中心到1截面的距离为3.6m，从喷管出口排入大气的水流出口速度为18m/s，不计摩擦损失，计算截面1处的计示压强。解：d110mm，d25mm，v218m/s，H3.6m

7、，1000kg/m32d2由连续方程v1v24.5m/sd1pv2v2112由伯努利方程0H0g2g2g22p1Hgv2v11.8718105Pa23-33消防水枪水平工作，水枪进口直径d115mm，出口直径d07mm，水枪工作水量qV160L/min，试确定水枪对消防队员的后坐力。33解：qV2.6666710m/s22A1d11.767146104m42A0d00.3848451104m24qVv15.0902m/s1A1qVv069.2919m/sA022p1v1v0由伯努利方程000g2g2g22p1v0v12.286830106Pa222由动量方程Fp