工程流体力学答案(周云龙第三版)(完整资料).doc

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第一章

1-1 906

10500453.06

=⨯=

=-V m ρkg/m 3

906.01000

906==d 1-2 544.0140027327334.11013252732730=⨯+⨯=+=p t ρρkg/m 3

1-3 1

1

21211V V V t t V dV dt V --==α 98.616060)2080(10550)(611122=+⨯-⨯⨯=+-=-V V t t V V αm 3/h 1-4

9

3

3

6661121210510

11011099510102111----⨯=⨯⨯-⨯-⨯-=---=-=V V V p p V dV dp κ1/P

a

1-5 47109.26781028.4--⨯=⨯⨯==νρμ Pa·s

1-6 63

103.14

.999103.1--⨯=⨯=

=ρμνm 2/s 1-7 (1) 17.26605000

1.014.360=⨯⨯==dn u π m/s

521023.510

005.017.260⨯=⨯=-=-δu dy du 1/s (2) 222d

dy du dL d dy du A d F M μπμ===

3

5

221033.51023.5108.01.014.35.322-⨯=⨯⨯⨯⨯⨯==du dy L d M πμ Pa·s (3) 3531079.21023.51033.5⨯=⨯⨯⨯==-dy du

μτPa

1-8 (1)y dy du

μμτ2==

(2)μμμμτ2122=⨯===y dy

du

1-9 (1)

h

u bL dy du

A

F 022μμ== (2) 当2

h

y =时，h u dy du 0μμτ==

(3)当h y 2

3

=时，0u u = 所以0==dy du μτ

1-10 2903

.03

.0133)(112121=⨯

⨯==+=+=μμμμdy du A dy du A F F F N

967.01=μ Pa·s 933.1212==μμ Pa·s

1-11

dr r r dr r r r dA dy du r dF dM α

δπωμαπδωμμsin 2sin 203

=-=⋅=⋅=

αδα

πωμααδπωμαδπωμαδπωμαα

α

cos 24)(sin 2sin 2sin 234403030tg H Htg dr r dr r dM M Htg Htg Htg ==

===⎰⎰⎰1-12 62.260

20025.014.360=⨯⨯==dn u πm/s

3925.050.025.014.3=⨯⨯==dL A πm 2

3

3

1022.410

2.0062.23925.082.0⨯=⨯-⨯⨯==-dy du A F μN 05.1162.21022.43=⨯⨯==Fu P kW

1-13 0841.01000

92.0109144.04=⨯⨯⨯==-νρμ

Pa·s

1459.03048.01524.014.3=⨯⨯==dL A πm 2

2.736102

4.1526.1520

61459.00841.03

=⨯--⨯⨯==-dy

du A F μN

42.462.736=⨯==Fv P kW

1-14 dr r r r rdr

r dy du dA r dF dM 3

202δ

μπωδωπμμ=-⋅==⋅= δμπωδμπω

3224

20

3

d dr r dM M d A ===⎰⎰ 1-15 785.0125.014.3=⨯⨯==dL A πm 2

3610258.4001

.003.0785.01008.18--⨯=-⨯⨯⨯==dy du A

F μN 1-16 1884.03.02.014.3=⨯⨯==Db A πm 2

δ

μδμμ2

0u A

u u A u dy du A Fu N =-===

9374.01884.0245.01008.07.502

=⨯⨯⨯==-A N u μδm/s

9056.892

.014.39374.06060≈=⨯⨯==D u n πr/min 1-17 082.091810893.04=⨯⨯==-νρμ Pa·s

75.14103.00

3.01.08.1082.03

=⨯-⨯

⨯⨯==-dy du A F μN 1-18 由1-14的结果得

2.79102

3.096046.0901

4.31044003032323

4

24424=⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⨯==--δμπδμπωnd d M N ·m

1-19

dy

du A

F 00μ=

dy

du A

F 120120μ= %7.86015

.0002

.0015.00120001200=-=-=-μμμF F F 1-20 3.29105.0324.010

5.08.910000728.098.1324.098.13

3

2=⨯⨯-⨯⨯⨯⨯=-=--r gr h O H ρσmm 1-21

7.11)105.0216.010

5.08.91000513

.053.1()216.053.1(33

=⨯⨯-⨯⨯⨯⨯-=--=--r gr h Hg ρσmm 1-22 由2642322δ

δδδρσ-++=

R R g h 得 δδδδρσ4622

223+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=R R h g

其中 ()θθδsin 1cos -=

R

则 ()⎥⎦

⎤

⎢⎣⎡+++=22sin 13sin 21cos 2θθθρσR h gR 1-23 根据牛顿内摩擦定律 dr

dV

μ

τ

-=

由于流速u 随半径r 的增加而减小，即dr

du

是负值，为了使τ为

正值，上式在等号右端取负号

根据已知条件 r r D dr d 2

)]4(4[22βμβμτ=--=

在管壁处2D r = 则4

221D

D ββτ=

= 当4D r =时 4

222D

D ββτ=

= 管壁处的阻力 L D DL D A F 2141

4βππβτ===

1-24 ma F G =- 其中18.98

.990

==

=g G m （kg ） 则

)61.0(18.990-⨯=-F

60.95=F N

由dy

du

A F μ=

其中0583.01219.015228.014.3=⨯⨯==DL A πm 2

6.248979100245.001.603

=⨯-=-=-δu dy du 1/s