发布时间 : 星期一 文章湖北工业大学流体力学作业答案版更新完毕开始阅读
1、已知油的重度为7800N/m3，求它的密度和比重。试求0.2m3此种油的质量和重量各为多少？
已已知知：：γ＝7800N/m3；V＝0.2m3。 解解析析：：(1) 油的密度为 ???g?7800?795kg/m3； 9.81油的比重为 S???HO2?795?0.795 1000(2) 0.2m3的油的质量和重量分别为 M??V?795?0.2?159kg G??V?7800?0.2?1560N
2、体积为5m3的水在温度不变的条件下，压力从1大气压增加到5大气压，体积减小了1L，求水的体积压缩系数和弹性系数值。
已已知知：：V＝5.0m3，p1＝1.0×105Pa，p2＝5.0×105Pa，ΔV＝1L。 解解析析：：由(1－9)和(1－10)式，得水的体积压缩系数及弹性系数值分别为
dV1.0?10?3 ?p????5.0?10?10m2/N 5Vdp5.0?(5.0?1.0)?10 E?
3、一块可动平板与另一块不动平板同时浸在某种液体中，它们之间的距离为0.5mm，可动板若以 0.25m/s的速度移动，假设板间流体中的速度分布是线性的，为了维持这个速度
2
需要单位面积上的作用力为2N/m，求这两块平板间流体的动力黏度?。
解：板间流体的速度梯度可计算为
1?p?1?2.0?109N/m2 ?105.0?10duu0.25???500s?1 ?3dyy0.5?10由牛顿切应力定律???du，可得两块平板间流体的动力黏度为 dy??
4、流场的速度分布为
?dydu?4?10?3Pa?s
ux?6xy?5xt，uy??3y2，uz?7xy2?5zt，求流体在点（2，
1，4）和时间t =3s 时的速度、加速度。
解：代入点 （2，1，4） 和时间t =3，得速度值为
?ux?6xy?5xt?6?2?1?5?2?3?42?22 ?uy??3y??3?1??3?22u?7xy?5zt?7?2?1?5?4?3??46?zdux?ux?u?u?u??uxx?uyx?uzxdt?t?x?y?zduy?uy?uy?uy?uy ay???ux?uy?uzdt?t?x?y?zdu?u?u?u?uaz?z?z?uxz?uyz?uzzdt?t?x?y?zax?ax?dux?ux?u?u?u??uxx?uyx?uzxdt?t?x?y?z ?5x??6xy?5xt???6y?5t????3y2???6x???7xy2?5zt??0 ?5x?18xy2?60xyt?25xt2ay?duydt??uy?t?ux?uy?x?uy?uy?y?uz?uy?z
?0??6xy?5xt??0???3y2????6y???7xy2?5zt??0 =18y3az?duz?uz?u?u?u??uxz?uyz?uzzdt?t?x?y?z ??5z??6xy?5xt???7y2????3y2???14xy???7xy2?5zt????5t? ??5z?25zt2代入点（2、1、4）与t=3的值，得加速度的值
dux?856 dtduyay??18
dtduaz?z?880dtax?
5、管道直径d=100mm，输送水的流量为10kg/s，水温为50C，水的运动粘性系数ν=1.52×10-6m2/s，试确定管内水流的流态。如用这管道输送同样质量的石油，已知石油的密度ρ=850kg/m3，运动粘性系数ν=1.14cm2/s，试确定石油的流态。
解：50C时， u?4Q 2??d水的雷诺数Re为：Re?ud4Q? vv??d?4?10kg/s?84000?13800，紊流
1.52?10-6m2/s?1000kg/m3?3.14?0.01mud4?10kg/s??1314.6?2320，层流 -423v1.14?10m/s?850kg/m?3.14?0.01m石油：Re?1、 封闭容器中水面的绝对压力为p1＝105kPa，当地大气压力为pa=98.1kPa，A点在水面下6m，试求：(1)A点的相对压力；(2)测压管中水面与容器中水面的高差。
已已知知：：p1=105kPa，pa=98.1kPa，h1=6m。
解解析析：：(1) 依据题意列静力学方程，得A点的相对压力为
pmA?p1?pa??h1?(105?98.1)?10?9810?6?65760Pa3
(2) 测压管中水面与容器中水面的高差为 h?
2、倾斜的矩形平板闸门，长为AB，宽b＝2m，设水深h＝8m，试求作用在闸门上的静水总压力及其对端点A的力矩。
已已知知：：b=2m，h=8m，h0=BE=4m，l0=AE=3m。 解解析析：：依据图意知 AB?32?42?5.0m；
2闸门面积为 A?AB?b?5.0?2.0?10m。
p1?pa?(105?98.1)?103??0.7m
9810闸门所受的总压力为
P?pcA?(h?1h0)?A?(8?1?4)?9810?10?588.6kN
22压力中心D距形心C的距离为
311bAB?2.0?5.03I12?12?0.278m e?yD?yc?xc?15.0ycA1AB?10(h?h0)?A(8??4)?24.02h0压力中心D距A点的距离为 AD?AC?e?2.5?0.278?2.222m 静水总压力对端点A的力矩为
M?P?AD?588.6?2.222?1308kN?m
3、多管水银测压计用来测水箱中的表面压力。图中高程的单位为m，当地大气压力为105Pa，试求水面的绝对压力p0。
已已知知：：所有尺寸见附图，当地大气压力为105Pa。
解解析析：：左右两侧的U型管，以及中部的倒U型管中1、2、3点所在的水平面均为等压面，依据题意列静力学方程
p3?pa?(2.3?1.2)?汞?pa?1.1?汞
第四章,第五章作业
1. 有一输油管道，在内径为20cm的截面上流速为2m/s，求另一内径为5cm截面上的流速以及管道内的质量流量.已知油的密度为850kg/m3。
解：已知d1=20cm=0.2m U1=2m/s d2=0.05m 根据连续方程，有
所以U2=d12*U1/d22=32m/s
=
=850*0.01*3.14*2=53.38kg/s
2．如图所示直立圆管管径为10mm，一端装有直径为5mm的喷嘴，喷嘴中心里圆管截面①处的高度为3.6m，从喷嘴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处所需的相对压强。
解：d1=10mm=0.01m A1=(0.01/2)*3.14=7.85e-5 m. d2=5mm, A2=A1/4=1.92e-5 m2
因为U2=18m/s，根据连续方程 U2*A2=U1*A1 U1=18/4=4.5m/s。
根据伯努利方程有
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所以