流体力学(刘鹤年)第二版课后作业答案VIP免费

第2章作业答案2.14密闭容器，压力表的示值为4200N/m2，压力表中心比A点高0.4m，A点在水下1.5m，，求水面压强。解：（kPa）相对压强为：kPa。绝对压强为：kPa。答：水面相对压强为kPa，绝对压强为kPa。2.17用多管水银测压计测压，图中标高的单位为m，试求水面的压强。解：（kPa）答：水面的压强kPa。2.21绘制题图中面上的压强分布图。解：2.24矩形平板闸门，一侧挡水，已知长=2m，宽=1m，形心点水深=2m，倾角=，闸门上缘处设有转轴，闸门自重，忽略门轴摩擦力，试求开启闸门所需拉力。解：（1）解析法。（kN）（m）对A点取矩，当开启闸门时，拉力满足：（kN）当kN时，可以开启闸门。（2）图解法。压强分布如图所示：（kPa）（kPa）（kN）对A点取矩，有∴（kN）答：开启闸门所需拉力kN。2.25矩形闸门高=3m，宽=2m，上游水深=7m，下游水深=3.5m，试求：（1）作用在闸门上的静水总压力；（2）压力中心的位置。解：（1）图解法。压强分布如图所示： （kPa）（kN）合力作用位置：在闸门的几何中心，即距地面处。（2）解析法。（kN）（m）（kN）（m）合力：（kN）合力作用位置（对闸门与渠底接触点取矩）：（m）答：（1）作用在闸门上的静水总压力kN；（2）压力中心的位置在闸门的几何中心，即距地面处。2.28金属矩形平板闸门，门高=4m，宽=1m，由两根工字钢横梁支撑，挡水面与闸门顶边齐平，如要求两横梁所受的力相等，两横梁的位置、应为多少？解：静水总压力：（kN）总压力作用位置：距渠底（m）对总压力作用点取矩， ∴，的作用点位置应对应于分属区域的压力中心，设压力为，高度为的区域分属于，∴（m）∴（m）（m）答：两横梁的位置m、m。第三章作业答案3.8已知速度场=，=–，=。试求：（1）点（1，2，3）的加速度；（2）是几维流动；（3）是恒定流还是非恒定流；（4）是均匀流还是非均匀流。解：（1）（m/s2）（m/s2）（m/s2）（m/s2）（2）二维运动，空间点的运动仅与、坐标有关；（3）为恒定流动，运动要素与无关；（4）非均匀流动。3.9管道收缩段长=60cm，直径=20cm，=10cm，通过流量=0.2，现逐渐关闭调节阀门，使流量成线性减小，在20s内流量减为零，试求在关闭阀门的第10s时，管轴线上点的加速度（假设断面上速度均匀分布）。解：解法一流量函数：直径函数：∴流速方程：加速度：对A点：（m）（m3/s）代入得：（m/s2）解法二近似解法在（s）时，（m3/s），（m）∴∴（m/s2）答：在关闭阀门的第10s时，管轴线上点的加速度为m/s2。3.13不可压缩流体，下面的运动能否出现（是否满足连续性条件）？（2）=；=（3）=；=；=解：（2） ∴能出现。（3） ∴不能出现。第四章作业答案4.7一变直径的管段，直径=0.15m，=0.3m，高差=1.2m，今测得=30，=40，处断面平均流速=2.0.。试判断水在管中的流动方向。解：以过A的水平面为基准面，则A、B点单位重量断面平均总机械能为：（m）（m）∴水流从A点向B点流动。答：水流从A点向B点流动。4.12水箱中的水从一扩散短管流到大气中，直径=100mm，该处绝对压强=0.8大气压，直径=150mm，试求水头，水头损失忽略不计。解：（1）以出水管轴线为基准面，列管径与处的伯努利方程，可得：取，，kPa ∴（m/s）（2）从液面到短管出口列能量（伯努利）方程。（m）答：水头m。4.18闸下出流，平板闸门宽=2m，闸前水深=6m，闸后水深=1.5m，出流量=12，不计摩擦阻力，试求水流对闸门的作用力，并与按静水压强分布规律计算的结果相比较。解：（1）由连续方程∴（m/s）（m/s）（2）由动量方程，取控制体如图。∴（kN）（kN）答：水流对闸门的作用力kN，按静水压强分布规律计算的结果kN。4.19矩形断面的平底渠道，其宽度为3m，渠底在某断面处抬高0.5m，该断面上游的水深为2m，下游水面降低0.15m，如忽略边壁和渠底阻力，试求：（1）渠道的流量；（2）水流对底坎的冲力。解：（1）以上游渠底为基准面，列上、下游过水断面的能力方程：其中：，m，m，m，m∴（m3/s）（m/s）（m/s）（2）取控制体如图，列动量方程.∴（kN）答：（1）渠道的流量m3/s；（2）水流对底坎的冲力kN。第七章习题答案选择题（单选题）7.1比较在正常工作条件下，作用水头，直径相等时，小孔...