流体力学与流体机械教材课后题答案

第一章 流体及其物理性质1-4.解： 由已知可知：P=20000Pa 由m=rV可得：dm=rdV+Vdr，在压强变化时，质量没有变化，则dm=0，即rdV+Vdr=0，则所以体积压缩系数1-5.解：由体积膨胀系数：可得：所以说膨胀水箱的最小体积应该是0.41m3。第二章 流体静力学2-2.解：由可得2-3解：如图所示：同种液体能够互相连通位于同一高度处是等压面，分析可知：图2-32-11解：由题意可知：侧面BC的总压力大小为：2-14解：真空表C的读数是1.49104Pa，则自由液面在原来的基础上还要补充一段h：左侧水对闸门AB的压力：左侧压力中心：右侧油对闸门AB的压力：右侧压力中心：根据力矩平衡得：（假设作用于B点力的方向向左）F左L左= F右L右+FBL可得：FB=39893.79N其中L左=yD左（H1+h-H2）2-15解：曲面ab的压力:水平方向分力：竖直方向分力：则曲面所受合力：受力方向：2-17解：曲面abcd所受的静水压力：水平方向分力为：竖直方向分力为：则曲面所受合力为：受力方向为：2-19解：这道题关键是自由液面的选取：因为在C点的绝对压强是196120Pa，其相对压强是：作用于半球的总压力只有竖直方向的分力：第三章 流体运动学和动力学基础3-4解：由连续方程A1V1=A2V2可得：所以说截面2-2处的平均流速为0.5m/s。3-7解:如图所示:根据伯努利方程可得：在此处ZA=ZB，VA=0，则又因为 则3-8解:如图所示:取两截面1、2列伯努利方程：同时根据连续性方程有：可得：则由U形管压差计来测量压差则qv=0.06m3/s3-19解:同理：V2=2.30m/s取截面1-1、2-2列伯努利方程：由于该管路是水平的，Z1=Z2则可得水流经渐变段，动量发生变化，必然产生对镇墩产生作用力设轴向力为F，水平向右，则渐变段镇墩所受的力为R，水平向左，列动量方程可得:P1A1-P2A2-R=qv（V2-V1)代入数据可得：R=P1A1-P2A2-qv（V2-V1)=391.8KN则F=-391.8KN，方向是水平向右。3-20解：（1）同理VB=5.66m/s（2） 取两截面A-A、B-B列伯努利方程：由于管路水平，ZA=ZB，可得（3） 对控制体内流体进行受力分析本体弯管水平放置，显然不必要考虑重力作用，对于表面力，只有进、出口控制面上的压力FA=PAAA=1201033.14/40.22=3.768KNFB=PBAB=1091033.14/40.152=1.93KN两者方向指向控制体。水流经弯管，动量发生变化，必然产生作用力F，而F与关闭对水的反作用力R平衡。管道水平放置在xoy平面上，假设R方向指向弯管处。与x轴夹角为。（4） 列动量方程求解：X轴方向：FA-Rcos-FBcos60=qv(VBcos60-VA)Y轴方向:FBsin60-Rsin=qvVBsin60求解得：R=3108.6N tan=0.41第四章4-2解：由已知可得：320mmHg所产生的压强为：P1=13.61039.80.32=4.3104Pa选0-0、1-1面列伯努利方程：所以说：泵的吸水高度hg为3.164m。4-6解：（1）在圆管中层流流动时：（2）（3）（4） 圆管层流中切应力在有效截面上的分布规律：水力坡度J4-16解：（1）求雷诺数Re （2）4-20解：解法一：以1-1,2-2截面列伯努利方程：解法二：公式法（5） 孔口、管路流动与气体射流5-14解：由已知可得：5-19解.因为，则在并联管路中解得：qv1=492.31L/h qv2=307.69L/h 5-15解： 5-16解：由已知可得：断面积A1=20.04=0.08m2断面积A2=30.04=0.12m2断面积A3=0.04m2由表5-2查可得：比阻A/1=0.7962 A/2=0.223 A3=5.2628（6） 不可压缩黏性流体的外部流动6-8解：(1) t=20 = m2/s 按Re查表得：CD=0.38(2) 计算受力6-9 解:（1）（2）