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】
【1－2】 体积为5m3的水由pB不为零可知等效自由液面的高度
曲面水平受力
曲面垂直受力
则
【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。
60°
水
H
1m
A
B
C
D
Ax
F
题2－9图
（－）
【解】分析如图所示，因为斜坡的倾斜角为60°，故经D点过圆心的直径与自由液面交于F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
圆柱体所受的浮力
H
水
油
A
B
C
水的等效
自由液面
Ax1
Ax2
(+)
(-)
h*=poB/ρwg
题2－10图
【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ρ=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
BC曲面受力
则，圆柱体受力
（方向向上）
（＋）
（－）
题2－11图
【2－11】 ，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，
【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（－）为一球体和圆柱体体积之和
x
y
h*=pM/ρg
等效自
由液面
(－)
(－)
题2－12图
根据受力分析可知
则
※【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2－13图
z
y
a
·B
·B
【解】根据自由夜面（即等压面方程）
得
流体运动学
【3－1】已知流场的速度分布为
u=x2yi-3yj +2z2k
（1）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
流动属三元流动。
（2）由加速度公式
得
故过（3, 1, 2）点的加速度
其矢量形式为：
【3－2】已知流场速度分布为ux=x2，uy=y2，uz=z2，试求（x, y, z）=（2, 4, 8）点的迁移加速度？
【解】由流场的迁移加速度
得
故过（2, 4, 8）点的迁移加速度
L
1
2
题3－3 图
【3－3】有一段收缩管如图。已知u1=8m/s，u2=2m/s，l=。试求2点的迁移加速度。
【解】由已知条件可知流场的迁移加速度为
其中：
则2点的迁移加速度为
【3－4】某一平面流动的速度分量为ux=-4y，uy=4x。求流线方程。
【解】由流线微分方程
得
解得流线方程
【3－5】已知平面流动的速度为，式中B为常数。求流线方程。
【解】由已知条件可知平面流动的速度分量
代入流线微分方程中，则
解得流线方程
【3－6】，，问每秒最多输送多少kg？
【解】由流量公式可知
则
【3－7】 截面为300mm×400mm的矩形孔道，风量为
2700m3/h，求平均流速。如风道出口处截面收缩为150mm×400mm，求该处断面平均流速。
【解】由流量公式可知
则
如风道出口处截面收缩为150mm×