工程流体力学答案周云龙第三版.doc

第一章1-1 kg/m31-2 kg/m31-3 m3/h1-4 1/Pa1-5 Pa·s1-6 m2/s1-7 (1) m/s 1/s (2) Pa·s(3) Pa1-8 (1) (2)1-9 (1) (2) 当时， (3)当时， 所以1-10 N Pa·s Pa·s1-11 1-12 m/sm2NkW1-13 Pa·sm2NkW1-14 1-15 m2N1-16 m2m/sr/min1-17 Pa·s N1-18 由1-14的结果得 N·m1-19 1-20 mm1-21 mm1-22 由 得 其中 则 1-23 根据牛顿内摩擦定律 由于流速随半径的增加而减小，即是负值，为了使为正值，上式在等号右端取负号 根据已知条件 在管壁处 则当时 管壁处的阻力 1-24 其中（kg）则 N由其中m2 1/s则 Pa·s第二章2-1kPa2-2 Pa Pa2-3 且 m(a) Pa Pa(b) Pa Pa(c) Pa Pa2-4 设A点到下水银面的距离为h1，B点到上水银面的距离为h2 即 m2-5 kg/m3 Pa2-6 Pa2-7 (1)kPa(2) PakPa2-8 设cm m mkPa2-9 (1)Pa (2)cm2-10 Pa m2-11 整理得 m2-12 Pa2-13 cm2-14 2-15 整理：kPa2-16 设差压计中的工作液体密度为Pa m2-17 Pa2-18 kPa2-19 (1) N (2) N2-20 证明：如书中证明过程。

2-21 设油的密度为N NN对A点取矩 m（距A点）2-22 设梯形坝矩形部分重量为，三角形部分重量为（1）(kN)(kN) m（2） kN·m< kN·m稳固2-23 总压力F的作用点到A点的距离由整理得 （提示）解得：m2-24 图示法： 整理得 又 所以 于是 m m2-25 Nm(距液面)2-26 Nm(距液面)或m(距C点)2-27 第一种计算方法：设水面高为m，油面高为m；水的密度为，油的密度为左侧闸门以下水的压力： N右侧油的压力：N左侧闸门上方折算液面相对压强：(Pa) 则：N由力矩平衡方程(对A点取矩)： 解得：（N） 第二种计算方法是将左侧液面上气体的计示压强折算成液柱高（水柱高），加到水的高度中去，然后用新的水位高来进行计算，步骤都按液面为大气压强时计算 m闸门左侧所受压力：N作用点： m闸门右侧所受压力：N作用点： m由力矩平衡方程： (对A点取矩) 解得： N2-28 N N2-29 C点的测压管水面的距离m kN2-30 A点：N B点：N2-31 NN2-32 Nm3NN 2-33 (1) (2) (3) 2-34 (1) kN(2) 2-35 (1) m(2) 设在外载荷的作用下，室内的水面又升高了 解得m2-36 设水的密度为，煤油的密度为kPa又则mm2-37 设7.5m高处的水平面为基准面，则闸门上部自由液面距基准面的高度为H则有m闸门形心的淹深（闸门形心距自由液面的距离）m闸门所受的总压力kNm(距自由液面)2-38 水平方向的压力：左侧N右侧NN 方向：水平由左指向右竖直方向的压力：N 方向：垂直自下向上总压力N 方向：， 第三章3-1 （1）二维流动 （2）定常流动（3），，3-2 （1）三维流动 （2）非定常流动（3），，当时， 3-33-4 即积分得 即时，过P(-1，-1)点，，流线方程为3-5 即积分得流线簇是以坐标原点为圆心的同心圆，逆时针流动。

3-6 即积分得3-7 x 则 y 又 则当时，3-8 （1） 连续 （2） 连续 （3） 不连续（4） 连续3-9 (1) (2) (3) (4) 3-10 得 积分：时 则3-11 积分得 3-12 其中：； 则m/s3-13 其中：m/s；m/s；m；m代入上式得m3-14 其中：m；；m/s；代入数据解得m/sm3-15 其中：m；；m/s代入数据解得m/sm3-16 其中：；Pa；Pa； m/s代入数据解得m/s，则m23-17设水箱液面为1-1，管道出口截面为2-2 得m/s(1) 其中：m；m/s；代入数据解得Pa(2) 其中：m；；代入数据解得Pa3-18 设水箱液面为0-0，管道入口截面为1-1，管道最高处截面为2-2，管道出口截面为3-3 解得 m/s m3/s ，Pa，，Pa，m/s代入数据得m ，Pa，，Pa，代入数据得mm3-19 设水箱液面为1-1，管道收缩截面为2-2，管道出口截面为3-3 其中m，kPa，kPa，代入上式得m/s，m/s 其中m，kPa，，m/s代入上式得kPa，则kPa3-20 设U型管入口驻点为1点则： 其中：； 则：m/s3-21 设U型管入口截面为1-1，喷嘴出口截面为2-2 其中，，，m，Pa代入上式得m/sm3/s3-22 ，，，设水银差压计左端入口压强为，则 Pa由 得m/s代入数据解得Pa3-23 m/sm3/s3-24 m，， 整理得m m，Pa， Pa，代入数据解得m m，Pa， Pa，代入数据解得m 比较，所以不发生汽化的最大直径为mmm(应用小的)3-25 设集流器入口截面为1-1，玻璃管对应截面为2-2 其中，，，代入上式得m/sm3/s3-26 m/sm/s 其中则kPa在水平面内建立平面坐标系xoy，并取缓变流截面1-1，2-2及管道边界为控制面。

作用在控制面内液体的外力有：弯管对水流的作用力F，作用在1-1和2-2截面的动水压力和，控制面内水体的重力由于重力铅直向下，在水平面的x轴和y轴方向分量为零；不计水流阻力时，动量修正系数所以沿x轴和y轴方向建立动量方程得：y F Fy 0 x Fx x轴： 代入数据： 解得Ny轴： 代入数据： 解得NN合力与x方向的夹角为：3-27 设平板对水的作用力F水平向左代入数据：解得：m3/s3-28 取0-0、1-1、2-2过水断面及水柱表面和平板边界为控制面，不考虑摩擦，动量修正系数沿x轴建立动量方程得： 即：由于： 则 —————— （1）又：；则 —————— （2）将（1）式和（2）式联立整理得： 沿y轴建立动量方程得： 其中代入整理得 3-29 设水深为2m处过流断面为1-1，水深1.5m处过流断面为2-2，取1-1、2-2及水面和固体边界为控制面。

控制面内的水体沿水平方向受到的外力有：底坎对水流的反作用力；水流作用在断面1-1和2-2上的压力；动量修正系数则沿流向建立动量方程得：所以： —————— （a）1-1和2-2均为缓变流过水断面，故NN在1-1和2-2列伯努利方程： ——————（b）又由连续性方程： 得代入（b）式解得：m/s所以，m/sm3/s将已知数代入（a）式得：N是的反作用力，故的大小为22406.86N，方向水平向右3-30 设液面为1-1，管子出口截面为2-2 其中：m；；代入上式得：m/sm3/s3-31在1-1截面和2-2截面列伯努利方程其中：；代入上式： 理论流量： 实际流量： 第四章4-1 （1） 无旋 （2） 有旋（3） 无旋 （4） 有旋 4-2 （1） 不存在流函数 不存在势函数（2）改为 存在势函数 存在流函数 求势函数 积分： ——————（a） 则代入（a）式得 求流函数 积分： ——————（b） 则代入（b）式得 4-3 （1） 积分： ——————（a） 即 则代入（a）式得 （2） 积分： ——————（b） 即 则代入（b）式得 （3） 积分： ——————（b） 即 则代入（b）式得 （4） 积分。