傳輸原理課后習題答案

1、第二章流體靜力學（吉澤升版）21作用在流體上的力有哪兩類，各有什么特點解:作用在流體上的力分為質量力和表面力兩種。質量力是作用在流體內部任何質點上的力，大小與質量成正比，由加速度產(chǎn)生，與質點外的流體無關。而表面力是指作用在流體表面上的力，大小與面積成正比，由與流體接觸的相鄰流體或固體的作用而產(chǎn)生。22什么是流體的靜壓強，靜止流體中壓強的分布規(guī)律如何解：流體靜壓強指單位面積上流體的靜壓力。靜止流體中任意一點的靜壓強值只由該店坐標位置決定，

2、即作用于一點的各個方向的靜壓強是等值的。23寫出流體靜力學基本方程式，并說明其能量意義和幾何意義。解:流體靜力學基本方程為：hPhPPPZPZ???????????002211g或同一靜止液體中單位重量液體的比位能可以不等，比壓強也可以不等，但比位能和比壓強可以互換，比勢能總是相等的。24如圖222所示，一圓柱體d＝0.1m，質量M＝50kg在外力F＝520N的作用下壓進容器中，當h=0.5m時達到平衡狀態(tài)。求測壓管中水柱高度H＝解：由

3、平衡狀態(tài)可知：)()2()mg2hHgdF?????（代入數(shù)據(jù)得H=12.62m2.5盛水容器形狀如圖2.23所示。已知hl＝0.9m，h2＝0.4m，h3＝1.1m，h4＝0.75m，h5＝1.33m。求各點的表壓強。解：表壓強是指：實際壓強與大氣壓強的差值。)(01PaP?)(4900)(g2112PahhPP?????)(1960)(g1313PahhPP??????)(196034PaPP???)(7644)(g4545Pahh

4、PP?????26兩個容器A、B充滿水，高度差為a0為測量它們之間的壓強差，用頂部充滿油的倒U形管將兩容器相連，如圖2.24所示。已知油的密度ρ油=900kg／m3，h＝0.1m，a＝0.1m。求兩容器中的壓強差。解：記AB中心高度差為a，連接器油面高度差為h，B球中心與油面高度差為b；由流體靜力學公式知：ghg42油水?????PhPb)ag2???（水?PPAgb4水???PPBPagaPPPPPBA1.107942???????水

5、?28一水壓機如圖2.26所示。已知大活塞直徑D＝11.785cm，小活塞直徑d=5cm，杠桿臂長a＝15cm，b＝7.5cm，活塞高度差h＝1m。當施力F1＝98N時，求大活塞所能克服的載荷F2。解：由杠桿原理知小活塞上受的力為F3：aFbF???3由流體靜力學公式知：2223)2()2(DFghdF?????∴F2=1195.82N210水池的側壁上，裝有一根直徑d＝0.6m的圓管，圓管內口切成a＝45的傾角，并在這切口上裝了一塊可

6、以繞上端鉸鏈旋轉的蓋板，h=2m，如圖2.28所示。如果不計蓋板自重以及蓋板與鉸鏈間的摩擦力，問開起蓋板的力T為若干(橢圓形面積的JC=πa3b4)解：建立如圖所示坐標系oxy，o點在自由液面上，y軸沿著蓋板壁面斜向下，蓋板面為橢圓面，在面上取微元面dA縱坐標為y，淹深為h=ysinθ微元面受力為AgyAghFdsindd?????22232DF2dF?????????????????gh3.2試判斷下列平面流場是否連續(xù)解：由不可壓縮流

7、體流動的空間連續(xù)性方程（319，20）知：，當x=0，1，或y=kπ（k=0，1，2，……）時連續(xù)。3.4三段管路串聯(lián)如圖3.27所示，直徑d1=100cm，d2=50cm，d3＝25cm，已知斷面平均速度v3＝10ms，求v1v2，和質量流量(流體為水)。解：可壓縮流體穩(wěn)定流時沿程質量流保持不變，故：質量流量為：3.5水從鉛直圓管向下流出，如圖3.28所示。已知管直徑d1＝10cm，管口處的水流速度vI＝1.8ms，試求管口下方h＝2

8、m處的水流速度v2，和直徑d2。解：以下出口為基準面，不計損失，建立上出口和下出口面伯努利方程：代入數(shù)據(jù)得：v2=6.52ms由得:d2=5.3cm3.6水箱側壁接出一直徑D＝0.15m的管路，如圖3.29所示。已知h1＝2.1m，h2=3.0m不計任何損失，求下列兩種情況下A的壓強。(1)管路末端安一噴嘴，出口直徑d=0.075m；(2)管路末端沒有噴嘴。解：以A面為基準面建立水平面和A面的伯努利方程：以B面為基準，建立AB面伯努利方

9、程：（1）當下端接噴嘴時，解得va=2.54msPA=119.4KPa（2）當下端不接噴嘴時，解得PA=71.13KPa3.7如圖3.30所示，用畢托管測量氣體管道軸線上的流速Umax，畢托管與傾斜(酒精)微壓計相連。已知d=200mm，sinα=0.2，L=75mm，酒精密度ρ1=800kg／m3，氣體密度ρ2＝1.66Kgm3；Umax=1.2v(v為平均速度)，求氣體質量流量。解：此裝置由畢托管和測壓管組合而成，沿軸線取兩點，A(

10、總壓測點），測靜壓點為B，過AB兩點的斷面建立伯努利方程有：??yxyyyxxxxyxsin13sinsin32323???????????332211QAvAvAvvA????smAAv625.0v1331??ms5.22332??AAvv??sAKg490vQM33????水??gvPgvPhaa2022221???????2211vAvA?gvPPhaAa2002D21??????????abAaPgvPgvh??????2022