文档介绍：流体力学第二版(李玉柱)课后****题答案(不包含第十章和第十一章答案)
绪论
解:
解:
解:设油层速度呈直线分布
1-4 解:木板沿斜面匀速下滑,作用在木板上的重力G在斜面的分力与阻力平衡,即
由
1-5 解:上下盘中流速分布近似为直线分布,即
在半径r处且切向速度为
切应力为
转动上盘所需力矩为M=
=
=
=
1-6解:由力的平衡条件
而
1-7解:油层与轴承接触处V=0, 与轴接触处速度等于轴的转速,即
克服轴承摩擦所消耗的功率为
1-8解:
或,由积分得
1-9解:法一: 5atm
10atm
= x 10-9 x (10-5) x 103 = %
法二: ,积分得
1-10 解:水在玻璃管中上升高度
h =
水银在玻璃管中下降的高度
H = mm
流体静力学
2-1 解:已知液体所受质量力的x向分量为–a ,z 向分量为-g。液体平衡方程为
……………………(1)
考虑等压方面dP=0, 由式(1)得
……………………(2)
积分该式,得等压面方程
由边界条件确定积分常数C。建立坐标如图,选取位于左侧自由面管轴处得点
(x,z)= (0,h),将坐标值代入上式,得C=-gh,通过该点的等压面方程为
……………………(3)
由该式可解出加速度
位于右侧自由面管轴处的点位于该等压面上,(x,z)=(L-0)满足等压面方程(3)将代入上式,得
2-2 解:设Pabs0表示液面的绝对压强。A点的绝对压强可写成
解得
液面的相对压强
2-3解:(1)A 、B两点的相对压强为
A’、B’两点的相对压强为
(2)容器底面的总压力为
2-4解:由题意得故
2-5 解:设真空计内液面压强为P0,A点绝对压强为PabsA,
消去该两式的P0,得
A点的相对压强
A点的真空度
2-6 解:设压力表G的读数为PG。容器底压强可写成
解出PG ,得
2-7解:压强分布图如图所示
2-8 解:压力表处得相对压强为
由于d=1m<<100m,可认为法兰堵头的平均压强近似等于P。故静
水总压力
其作用点通过堵头圆心。
注释:根据精确计算, x 105N,,
故上述近似方法满足设计要求。
2-9解:(1)闸门形心处得压强为
故作用在闸门上的静水总压力
(2)设压力中心的位置在D点,则D点在水下的深度为
2-10解:(1)设闸门宽度为b。当H=1m时,闸门的压力中心
D在水下的深度
可知,D点位于距闸门底
(2)当静水压作用点位于门轴上方时,闸门才能在静水压的逆时针力矩作用下自动打开。若门轴置于C处,压力中心D位于门轴下面,显然闸门不可能自动打开。
2-11 图示一容器,上部为油,下部为水。已知h1=1m,h2=2m,油的密度ρ0 =800kg/m3 。求作用于容器侧壁AB单位宽度上的作用力及其作用位置。
解(1)设油、水对容器壁AB的作用力分别为P1和P2 ,水的密度ρ,容器侧壁宽度b=1m。有
=
=
故容器壁AB单位宽度上的作用力为
(2)对B点取矩,有
其中
故作用力矩
设总压力作用点到B点的距离为x,有。得
2-12 绘制图中AB曲面上的水平方向压力棱柱及铅垂方向的压力体图。
答压力棱柱如图所示,但也可绘制曲面AB的水平投影面的压力棱柱代之;
各压力体如图所示。
2-13 图示一圆柱,转轴O的摩擦力可忽略不计,其右半部在静水作用下受到浮力,则圆柱在该浮力作用下能否形成转动力矩?为什么?
答圆柱表面任一点上压强方向指向圆心O,不能形成转动力矩。
2-14 一扇形闸门如图所示,圆心角,半径r=,闸门所挡水深H=3m。求闸门每米宽所承受的静水压力及其方向。
解水平推力(宽度b=1m)
铅直向下的垂向作用力(设压力体abca的体积为)
总作用力以及作用力与水平向的夹角
作用力通过圆心O 。
2-15 一圆柱形滚动闸门如图所示,直径D=,重量G=500 kN,宽B=16m,滚动斜面与水平面成角。试求(1)圆柱形闸门上的静水总压力P 及其作用方向;(2)闸门