湖北工业大学流体力学作业答案版

1、已知油的重度为7800N/m 3，求它的密度和比重。试求0.2m 3此种油的质量和重量各为多少？

已已知知：：γ＝7800N/m 3；V ＝0.2m 3。 解析：(1) 油的密度为 3kg/m 79581

.97800===g γ

ρ； 油的比重为 795.01000

795O H 2===ρρ

S (2) 0.2m 3的油的质量和重量分别为

2、体积为5m 3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 ＝5.0m 3，p 1＝1.0×105Pa ，p 2＝5.0×105Pa ，ΔV ＝1L 。

解析：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

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，为了维持这个速度需要单位面积上的作用力为2N/m 2，求这两块平板间流体的动力黏度μ。

解：板间流体的速度梯度可计算为

由牛顿切应力定律d d u y

τμ=，可得两块平板间流体的动力黏度为 4、流场的速度分布为2265375x y z u xy xt u y u xy zt

=+=-=-，，，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

代入点（2、1、4）与t=3的值，得加速度的值

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=1.52×10-6m 2/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/m 3，运动粘性系数ν=1.14cm 2/s ，试确定石油的流态。

解：50C 时， 2

4Q u d ρπ= 水的雷诺数Re 为：4Re ud Q v v d ρπ=

= -623410kg/s 84000138001.5210m /s 1000kg/m 3.140.01m

?==>????，紊流 石油：-423410kg/s Re 1314.623201.1410m /s 850kg/m 3.140.01m ud v ?=

==

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：：p 1=105kPa ，p a =98.1kPa ，h 1=6m 。

解析：(1) 依据题意列静力学方程，得A 点的相对压力为

(2) 测压管中水面与容器中水面的高差为

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 ，h 0=BE=4m ，0l =AE=3m 。

解析：依据图意知 m 0.54322=+=AB ；

闸门面积为 2m 100.20.5=?=?=b AB A 。

闸门所受的总压力为

压力中心D 距形心C 的距离为

压力中心D 距A 点的距离为 m 222.2278.05.2=-=-=e AC AD

静水总压力对端点A 的力矩为

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p 0。

已已知知：：所有尺寸见附图，当地大气压力为105Pa 。

解析：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

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/m 3。

解：已知d 1=20cm=0.2m U 1=2m/s d 2=0.05m 根据连续方程，有

所以U 2=d 12*U 1/d 22=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：d 1=10mm=0.01m A 1=(0.01/2)2*3.14=7.85e-5 m 2.

d 2=5mm, A 2=A1/4=1.92e-5 m 2

因为U 2=18m/s ，根据连续方程 U 2*A 2=U 1*A 1 U 1=18/4=4.5m/s 。

根据伯努利方程有

所以