文档介绍：.
工程流体力学答案
工程流体力学<br****题详解
第一章流体的物理性质
【1—1】500cm3的某种液体，，试求其密度和相对密度。
【解】-==
水深h越大'则形心和总压力的作用点间距离越小，即D点上移。当D点刚好位于转轴时，闸门刚好平衡。
BHJc
yD_y^yCA
12(h—)BH
=
得h=【2-8】有一压力贮油箱（见图），其宽度（垂直于纸面方向）b=2m，箱内油层厚hi=,密度p=800kg/m3，油层
FZ
Fx
o'
o
B
I
h*=pMpog
R=1m
油
\等效自由液面
下有积水，厚度h2=,箱底有一U型水银压差计，所测之值如图所示，试求作用在半径R=1m的圆柱面AB上的总压力（大小和方向）【解】分析如图所示，首先需确定自由液面,选取水银压差计最低液面为等压面，则「*
-：：°-：：
=
曲面水平受力PX=R>g(h*+》Rb=
曲面垂直受力Pz=】°gV=：前(丄二R2Rh)b=
4PPz2=-arctan(x)二arctan()=°Pz
【2—9】一个直径2m,长5m的圆柱体放置在图示的斜坡上。求圆柱体所受的水平力和浮力。
水
X//Z
题2-9图
为斜
点过
于F
【解】分析如图所示，因坡的倾斜角为60°故经D圆心的直径与自由液面交点。
BC段和CD段水平方向的投影面积相同，力方向相反，相互抵消，故
圆柱体所受的水平力Px二'ghcA==
圆柱体所受的浮力Pz=?g(ViV2)=(£二1£13)5
=
可A题2-10图
【2—11】
图示一个直径，
【2—10】图示一个直径D=2m，长L=1m的圆柱体，其左半边为油和水，油和水的深度均为1m。已知油的密度为尸800kg/m3,求圆柱体所受水平力和浮力。
【解】因为左半边为不同液体，故分别来分析AB段和BC段曲面的受力情况。
AB曲面受力RPx^—RL23==：°g(RR)L4
31=(111)1=
BC曲面受力-丄RFX2=:-wg(h*)RL3=()1
=?wg(Rh*二R2)
，管内外水面的高度如图所示。试求球体所受到的浮力。
【解】分析如图所示，图中实压力体（+）为一圆柱体，=『g（Vi-V2）432=Jg（R3—-）3=【2-12】图示一盛水的密闭容器，中间用隔板将其分隔为上下两部分。隔板中有一直径d=25cm的圆孔，并用一个直径D=50cm质量M=139kg的圆球堵塞。设容器顶部压力表读数pM=5000Pa，求测压管中水面高x大于若干时，圆球即被总压力向上顶开？
【解】分析如图所示，图中虚压力体（一）为
亠球体和圆柱体体积之和
根据受力分析可知■g（yiV2）=Mg4312讪Rd(x—h*)]=Mg4（下二R）
34=【2—13】水车长3m,,,,见图2-2。试问为使水不益处，加速度a的允许值是多少。
图2—
【解】根据自由夜
(即等压面方程)ax+gzs=0得2
=
(-)
a=
(1) 【3—1】已知流场的速度分布为22u=xyi-3yj+2zk属几元流动？
(2) 求(x,y,z)=(3,1,2)点的加速度?
【解】(1)由流场的速度分布可知Ux=x2yUy--3yuz=2z2流动属三元流动。
（2）由加速度公式a
y
dux
dt
.：Ux
；x
Uy
.：Ux
:y
Uz
.：Ux
；z
dUy
dt
Ux
：：Uy
jx
/Uy
■z
dUz
d!
.：Uz
1
邑Uy竺
；x：y
Uz
.：Uz
；z
得c32c2
ax=2xy—3xyay=9yaz=6z3故过（3,1,2）点的加速度|ax=27ay=9a