流体力学作业2问题详解
流体力学作业2答案
流体⼒学作业2答案作业 2 答案（第 3章、第 4 章）第3章选择题⼆、判断题三、简答题1、述流体运动的两种⽅法是什么？简述其内容。
答：研究流体运动有两种不同的观点，因⽽形成两种不同的⽅法：⼀种⽅法是从分析流体各个质点的运动着⼿，即跟踪流体质点的⽅法来研究整个流体的运动，称之为⽅法则是从分析流体所占据的空间中各固定点处的流体的运动着⼿，究流体在整个空间⾥的运动，称其为欧拉法2. 流体微团体运动分为哪⼏种形式答：①平移②线变形③⾓变形④旋转变形。
3. 写出恒定平⾯势流中流函数、势函数与流速的关系。
改为：写出恒定平⾯势流中流函数具有的性质，流函数与流速势的关系。
答：流函数具有的性质1）流函数相等的点组成的线即流线，或⽈，同⼀流线上个点的流函数为常数。
2）两流线间的函数值之差为为单宽流量。
3）平⾯势流的流函数为⼀个调和函数。
答：流函数与流速势的关系1）流函数与势函数为调和函数。
2）等势线与等流函数线正交。
1、流体运动的连续性⽅程是根据（ C ）原理导出的。
A 、动量守恒B 、质量守恒C 、能量守恒D 、⼒的平衡2、流线和迹线重合的条件为（ C A 、恒定流B 、⾮恒定流C 、⾮恒定均匀流1、以每个流体质点运动规律为研究对象的⽅法称为拉格朗⽇法。
正确） 2、恒定流⼀定是均匀流。
错误） 3、涡流是指流体质点在运动中不绕⾃⾝轴旋转的流动。
正确） 4、⽆旋流就是⽆涡流。
正确） 5、⾮均匀流⼀定是⾮恒定流。
错误）拉格朗⽇法；另⼀种即设⽴观察站的⽅法来研4. 什么是过流断⾯和断⾯平均流速？为什么要引⼊断⾯平均流速?答：与流线正交的断⾯叫过流断⾯。
过流断⾯上点流速的平均值为断⾯平均流速。
引⼊断⾯平均流速的概念是为了在⼯程应⽤中简化计算。
5. 如图所⽰，⽔流通过由两段等截⾯及⼀段变截⾯组成的管道，试问:(1) 当阀门开度⼀定，上游⽔位保持不变，各段管中，是恒定流还是⾮恒定流？是均匀流还是⾮均匀流?(2) 当阀门开度⼀定，上游⽔位随时间下降，这时管中是恒定流还是⾮恒定流? (3)恒定流情况下，当判别第 II 段管中是渐变流还是急变流时，与该段管长有⽆关系?阀门III答：(1)是恒定流。
(完整版)流体力学习题解析
《流体力学》习题（二）2－1 质量为1000kg 的油液(S ＝0.9)在有势质量力k i F 113102598--=(N)的作用下处于平衡状态，试求油液内的压力分布规律。
2－2 容器中空气的绝对压力为p B ＝93.2kPa ，当地大气压力为p a =98.1kPa 试求玻璃管中水银柱上升高度h v 。
2－3 封闭容器中水面的绝对压力为p 1＝105kPa ，当地大气压力为p a =98.1kPa ，A 点在水面下6m ，试求：(1)A 点的相对压力；(2)测压管中水面与容器中水面的高差。
题2－2图 题2－3图 2－4 已知水银压差计中的读数⊿h ＝20.3cm ，油柱高h ＝1.22m ，油的重度γ油＝9.0kN/m 3，试求：(1)真空计中的读数p v ；(2)管中空气的相对压力p 0。
题2－4图 题2－5图 2－5 设已知测点A 到水银测压计左边水银面的高差为h 1＝40cm ，左右水银面高差为h 2＝25cm ，试求A 点的相对压力。
2－6 封闭容器的形状如图所示，若测压计中的汞柱读数△h ＝100mm ，求水面下深度H ＝2.5m 处的压力表读数。
题2－6图 题2－7图 2－7 封闭水箱的测压管及箱中水面高程分别为▽1＝100cm 和▽4＝80cm ，水银压差计右端高程为▽2＝20cm ，问左端水银面高程▽3为多少？2－8 两高度差z ＝20cm 的水管，与一倒U 形管压差计相连，压差计内的水面高差h ＝10cm ，试求下列两种情况A 、B 两点的压力差：(1)γ1为空气；(2)γ1为重度9kN/m 3的油。
题2－8图题2－9图2－9 有一半封闭容器，左边三格为水，右边一格为油(比重为0.9)。
试求A、B、C、D四点的相对压力。
2－10 一小封闭容器放在大封闭容器中，后者充满压缩空气。
测压表A、B的读数分别为8.28kPa和13.80kPa，已知当地大气压为100kPa，试求小容器内的绝对压力。
《流体力学》徐正坦主编课后答案第二章
《流体力学》徐正坦主编课后答案第二章本页仅作为文档封面，使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March第二章习题简答2-1 题2-1图示中的A 、B 点的相对压强各为多少(单位分别用N/m 2和mH 2O 表示)题2-1图解：()OmH Pa gh P OmH Pa gh p B B A A 2232940038.910005.0490035.38.91000==⨯⨯==-=-=-⨯⨯==ρρ2-2 已知题2-2图中z = 1m ， h = 2m ，试求A 点的相对压强。
解：取等压面1-1，则Pagh gz P ghgz P A A 3108.9)21(8.91000⨯-=-⨯⨯=-=-=-ρρρρ2-3 已知水箱真空表M 的读数为，水箱与油箱的液面差H =1.5m ，水银柱差m 2.02=h ，3m /kg 800=油ρ，求1h 为多少米解：取等压面1-1，则()()()()()mghHgPghhghghPhhHgPPHgHgaa6.58.980010002.05.198009802.01332802212121=⨯-+⨯-+⨯=-+-+=++=+++-油油ρρρρρρρ2-4为了精确测定密度为ρ的液体中A、B两点的微小压差，特设计图示微压计。
测定时的各液面差如图示。
试求ρ与ρ'的关系及同一高程上A、B两点的压差。
解：如图取等压面1-1，以3-3为基准面，则()abggb-=ρρ'（对于a段空气产生的压力忽略不计）得()⎪⎭⎫⎝⎛-=-=babab1'ρρρ取等压面2-2，则gHbagHgHpppgHpgHpBABAρρρρρ=-=-=∆-=-''2-5 图示密闭容器，压力表的示值为4900N/m2，压力表中心比A点高0.4m，A点在水面下1.5m,求水面压强。
解：PagHghPPghPgHP5880)5.14.0(98004900-=-⨯+=-+=+=+ρρρρ2-6 图为倾斜水管上测定压差的装置，已知cm20=z，压差计液面之差cm12=h，求当（1）31kg/m920=ρ的油时;（2）1ρ为空气时;A、B两点的压差分别为多少解：（1）取等压面1-1OmH Pa ghgZ gh P P ghgZ P gh P A B B A 21119.092.1865)12.02.0(980012.08.9920==-⨯+⨯⨯=-+=---=-ρρρρρρ（2）同题（1）可得OmH Pa ghgZ P P gZP gh P A B B A 208.0784)12.02.0(9800==-⨯=-=--=-ρρρρ2-7 已知倾斜微压计的倾角︒=30α，测得0.5m =l ，容器中液面至测压管口高度m 1.0=h ,求压力p 。
流体力学__第二章习题解答
第2章 流体静力学2.1 大气压计的读数为100。
66kPa （755mmHg)，水面以下7.6m 深处的绝对压力为多少？知：a a KP P 66.100= 3/1000m kg =水ρ m h 6.7= 求:水下h 处绝对压力 P解：aa KP ghP P 1756.71000807.96.100=⨯⨯+=+=ρ 2.2 烟囱高H=20m ，烟气温度t s =300℃,压力为p s ，确定引起火炉中烟气自动流通的压力差。
烟气的密度可按下式计算：p=（1。
25-0.0027t s ）kg/m 3，空气ρ=1。
29kg/m 3。
解:把t 300s C =︒代入3s (1.250.0027)/s t kg m ρ=-得3s (1.250.0027)/s t kg m ρ=-33(1.250.0027300)/0.44/kg m kg m=-⨯=压力差s =-p ρρ∆a （）gH ,把31.29/a kg m ρ=，30.44/s kg m ρ=，9.8/g N kg =，20H m =分别代入上式可得s =-20p Pa ρρ∆⨯⨯a （）gH=(1.29-0.44)9.8166.6Pa =2.3 已知大气压力为98.1kN/m 2。
求以水柱高度表示时:（1）绝对压力为117.2kN/m2时的相对压力;(2）绝对压力为68。
5kN/m 2时的真空值各为多少？ 解：（1)相对压力：p a =p-p 大气=117.72-98.1=19.62KN/2m以水柱高度来表示：h= p a/ g ρ=19。
62* 310 /（9.807* 310)=2.0m (2）真空值：2v a p =p p=98.168.5=29.6/m KN --以水柱高度来表示：h= p a/ g ρ=29。
6* 310 /(9.807＊ 310）=3。
0m2。
4 如图所示的密封容器中盛有水和水银，若A 点的绝对压力为300kPa ，表面的空气压力为180kPa,则水高度为多少？压力表B 的读数是多少？解：水的密度1000 kg/m 3，水银密度13600 kg/m 3A 点的绝对压力为：)8.0(20g gh p p H g o h A ρρ++=300⨯310=180⨯310+1000⨯9。
流体力学作业解答及例题HW2Solutions
Given:Time-varying velocity fieldFind:Streamlines at t = 0 s; Streamline through (3,3); velocity vector; will streamlines change with timeSolution:For streamlinesAt t = 0 (actually all times!)So, separating variables Integrating ln y ()ln x ()−c +=The solution iswhich is the equation of a hyperbola.For the streamline through point (3,3)C 1=andThe streamlines will not change with time since dy/dx does not change with time.At t = 0The velocity vector is tangent to the curve;Tangent of curve at (3,3) is Direction of velocity at (3,3) isThis curve can be plotted in Excel.Given:Velocity distribution between flat platesFind:Shear stress on upper plate; Sketch stress distribution Solution:Basic equationAt the upper surface h0.1mm⋅=(Table A.8) HenceThe upper plate is a minus y surface. Since τyx < 0, the shear stress on the upper plate must act in the plus x direction.Problem 2.40 [2]Problem 2.50[2]Find:Force to move upper plate; Interface velocitySolution:The shear stress is the same throughout (the velocity gradients are linear, and the stresses in the fluid at the interfacemust be equal and opposite).Hencewhere V i is the interface velocityThen the force required is F143N=Problem 2.51 [2]Given:Boundary layer velocity profile in terms of constants a, b and cFind:Constants a, b and cSolution:Basic equationAssumptions: No slip, at outer edge u = U and τ = 0At y = 00a=a0=At y = δU a b+c+=b c+U=(1) At y = δb2c⋅+0=(2) From 1 and 2c U−=b2U⋅=HenceGiven:Data on supersonic aircraftFind:Mach number; Point at which boundary layer becomes turbulent Solution:Basic equation V M c⋅=andFor air at STP, k = 1.40 and R = 286.9J/kg.K (53.33 ft.lbf/lbm o R).HenceM 2.5=For boundary layer transition, from Section 2-6ThenWe need to find the viscosity and density at this altitude and pressure. The viscosity depends on temperature only, but at 223.5 K = - 50o C, it is off scale of Fig. A.3. Instead we need to use formulas as in Appendix AAt this altitude the density is (Table A.3)For μwhere S110.4K⋅=Hence x trans0.327m=。
流体力学第二章参考答案
第二章 流体静力学2-1 将盛有液体的U 形小玻璃管装在作水平加速运动的汽车上(如图示)，已知L ＝30 cm ，h ＝5cm ，试求汽车的加速度a 。
解：将坐标原点放在U 形玻璃管底部的中心。
Z 轴垂直向上，x 轴与加速度的方向一致，则玻璃管装在作水平运动的汽车上时，单位质量液体的质量力和液体的加速度分量分别为0,0,,0,0x y z x y z g g g ga a a a ===-===代入压力全微分公式得d (d d )p a x g z ρ=-+因为自由液面是等压面，即d 0p =，所以自由液面的微分式为d d a x g z =- 积分的：a z x c g=-+，斜率为a g -，即a g h L = 解得21.63m/s 6g a g h L ===2-2 一封闭水箱如图示，金属测压计测得的压强值为p ＝4.9kPa(相对压强)，测压计中心比A 点高z ＝0.5m ，而A 点在液面以下h ＝1.5m 。
求液面的绝对压强和相对压强。
解：由0p gh p gz ρρ+=+得相对压强为30() 4.91010009.81 4.9kPa p p g z h ρ=+-=⨯-⨯⨯=-绝对压强0( 4.998)kPa=93.1kPa abs a p p p =+=-+2-3 在装满水的锥台形容器盖上，加一力F ＝4kN 。
容器的尺寸如图示，D ＝2m ，d ＝l m ，h ＝2m 。
试求(1)A 、B 、A ’、B ’各点的相对压强；(2)容器底面上的总压力。
解：(1)02 5.06kPa 4F F p D A π===,由0p p gh ρ=+得：0 5.06kPa A B p p p ===''0 5.06kPa+10009.82Pa 24.7kPa A B p p p gh ρ==+=⨯⨯=(2) 容器底面上的总压力为2'24.7kPa 77.6kN 4A D P p A π==⨯= 2-4 一封闭容器水面的绝对压强p 0＝85kPa ，中间玻璃管两端开口，当既无空气通过玻璃管进入容器、又无水进人玻璃管时，试求玻璃管应该伸入水面下的深度h 。
流体力学作业2
第二章 流体的平衡2.2 给出如下体力场，分别在均质或正压流体斜压流体情况下说明流场能否静止：()()()();1222222k y xy x j x zx z i z yz y f++++++++=()k r r kf,23-=为常数，r 是内径。
[解答] （1）流体平衡的基本方程为P F b ∇=ρ对于正压流体（含均质流体）平衡的必要条件是体力有势，即体力无旋0=⨯∇b F 。
对于斜压流体在有势力作用下不可能处于平衡态。
()()()k y x j x z i z y y xy x x zx z zyz y z y x kji F b -+-+-=⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡++++++∂∂∂∂∂∂=⨯∇222222222则当z y x ==时，正压流体平衡；当不满足此条件时，斜压流体才有可能平衡。
（2）0003=⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡-∂∂∂∂∂∂=⨯∇r k r k ji F b ϑθ，∴正压流体平衡，斜压流体不能平衡。
2.3 图示一种酒精和水银的双液测压计，细管上端为大气压时酒精液面高度为零，当细管上端的表压为p 时，酒精的液面下降h,试用321,,d d d 和h 来表示p 。
酒精和水银密度均为已知。
[解答] 设开始时酒精液面高度（即液面上端距酒精水银的分界面）为H ，则有流体静力学规律知，分界面即等压面，从而有H g P gH P atm atm ∆+=+mercury alcohol ρρ（1）施加表压P 后，同理可得 )()(21mercury 1alcohol h h H g P h h H g P P atm atm ++∆+=+-++ρρ（2）其中1h 为分界面下降高度，2h 为水银面上升高度，由液体排开体积相等得：()2222312221444h d d h d h d -==πππ（3）解之得h d d d h h d d h 222321222211,-==（4）()(),12-并将（4）代入得)()(21mercury 1alcohol h h g h h g P ++-=ρρ)11()1(22232221mercury 2221alcohol d d d ghd d d gh -++-=ρρ 2.4 如图的微测压计用来测量两容器E 和B 中的气体压强差，试用21,,,ρρδd 表示,B E p p -并说明当横截面积,A a 〈〈，而且两种液体1ρ和2ρ相近似，很小的B E p p -就能引起很大的液面高差d ，从而提高了测量精度。
工程流体力学_第四版_孔珑_作业答案_详解教学文稿
工程流体力学_第四版_孔珑_作业答案_详解第二章2-1.已知某种物质的密度ρ=2.94g/cm3，试求它的相对密度d。
解：d=ρ/ρw=2.94（g/cm3）/1（g/cm3）=2.942-2.已知某厂1号炉水平烟道中烟气组分的百分数为α（co2）=13.5%，a(SO2)=0.3%，a(O2)=5.2%，a(N2)=76%，a(H2O)=5%。
试求烟气的密度。
2-3.上题中烟气的实测温度t=170℃，实测静计压强Pe=1432Pa，当地大气压强Pa=10058Pa。
试求工作状态下烟气的密度和运动粘度。
2-4.当压强增量为50000Pa时，某种液体的密度增长0.02%，试求该液体的体积模量。
2-5.绝对压强为3.923×10^5Pa的空气的等温体积模量和等熵体积模量各等于多少？2-6. 充满石油的油槽内的压强为4.9033×10^5Pa,今由槽中排出石油40kg，使槽内压强降到9.8067×10^4Pa，设石油的体积模量K＝1.32×10^9 Pa。
试求油槽的体积。
2-7. 流量为50m3/h，温度为70℃的水流入热水锅炉，经加热后水温升到90℃，而水的体胀系数αV=0.000641/℃，问从锅炉中每小时流出多少立方米的水？2-8. 压缩机压缩空气，绝对压强从9.8067×104Pa升高到5.8840×105Pa，温度从20℃升高到78℃，问空气体积减少了多少？2-9. 动力粘度为2.9×10^-4Pa·S，密度为678kg/m3的油，其运动粘度等于多少？解：V=u/ρ=2.9×10^-4/678=4.28×10^-7m²/s2-10. 设空气在0℃时的运动粘度ν0=13.2×10-6m2/s,密度ρ0=1.29kg/m3。
试求在150℃时空气的动力粘度。
2-11. 借恩氏粘度计测得石油的粘度为8.5oE,如石油的密度为ρ=850kg/m3,试求石油的动力粘度。
流体力学-形考作业2(第二章,10分)-国开(宁夏)-参考资料
（3）该点真空压强：135.4 mm Hg -135.84mmHg
第17题
2．一封闭水箱自由表面上气体压强p0=25kN/m2，h1=5m，h2＝2m。求A、B两点的静水压强。
参考答案是：
解：由压强基本公式p = p0 + ρgh求解
pA = p0 + ρgh1 = 74kN/m2
pB = p0 + ρgh1 - ρg(h1 - h2) = pA - ρg(h1 - h2) = 44.6kM/m2
第18题
3．如图所示为一复式水银测压计，已知，，，，(改为3.5m)。试求水箱液面上的绝对压强p0＝？(ρH=13.6×103kg/m3 , ρ=1×103kg/m3)
参考答案是：
思路：① 找已知点压强(复式水银测压计管右上端)② 找出等压面 ③ 计算点压强,逐步推求水箱液面上的压强.
解：
联立得：
（,）
第19题
4．某压差计如图所示，已知HA=HB=1m，ΔH=0.5m。求：pA - pB。
参考答案是：
思路：①找出等压面；② 求出相对的点压强；③ 列平衡方程式求AB点的压强差；④ 空气的ρg不计。
第5题
5．密封容器内液面压强小于大气压强，其任一点的测压管液面 （ ）。
A. 等于容器内液面
B. 高于容器内液面
C. 低于容器内液面
参考答案是：低于容器内液面
第6题
1．等压面与质量力垂直。对错参考答案是：“对”。
第7题
2．某点存在真空，是指该点的压强小于大气压强。
对
错
参考答案是：“错”。
第8题
3．静止流体中某点压强的大小，不仅与其淹没深度有关还与受压面的方位有关。
工程流体力学_第四版__作业答案_详解
第二章2-1.已知某种物质的密度ρ=2.94g/cm3，试求它的相对密度d。
解：d=ρ/ρw=2.94（g/cm3）/1（g/cm3）=2.942-2.已知某厂1号炉水平烟道中烟气组分的百分数为α（co2）=13.5%，a(SO2)=0.3%，a(O2)=5.2%，a(N2)=76%，a(H2O)=5%。
试求烟气的密度。
2-3.上题中烟气的实测温度t=170℃，实测静计压强Pe=1432Pa，当地大气压强Pa=10058Pa。
试求工作状态下烟气的密度和运动粘度。
2-4.当压强增量为50000Pa时，某种液体的密度增长0.02%，试求该液体的体积模量。
2-5.绝对压强为3.923×10^5Pa的空气的等温体积模量和等熵体积模量各等于多少？2-6. 充满石油的油槽内的压强为4.9033×10^5Pa,今由槽中排出石油40kg，使槽内压强降到9.8067×10^4Pa，设石油的体积模量K＝1.32×10^9 Pa。
试求油槽的体积。
2-7. 流量为50m3/h，温度为70℃的水流入热水锅炉，经加热后水温升到90℃，而水的体胀系数αV=0.000641/℃，问从锅炉中每小时流出多少立方米的水？2-8. 压缩机压缩空气，绝对压强从9.8067×104Pa升高到5.8840×105Pa，温度从20℃升高到78℃，问空气体积减少了多少？2-9. 动力粘度为2.9×10^-4Pa·S，密度为678kg/m3的油，其运动粘度等于多少？解：V=u/ρ=2.9×10^-4/678=4.28×10^-7m²/s2-10. 设空气在0℃时的运动粘度ν0=13.2×10-6m2/s,密度ρ0=1.29kg/m3。
试求在150℃时空气的动力粘度。
2-11. 借恩氏粘度计测得石油的粘度为8.5oE,如石油的密度为ρ=850kg/m3,试求石油的动力粘度。
流体力学第二章作业答案
2.3 如图，用U 型水银测压计测量水容器中某点压强，已知H 1=6cm ，H 2=4cm ，求A 点的压强。
解：选择水和水银的分界面作为等压面得11222()γγ++=+a A p H H p H故A 点压强为：511212() 1.1410Pa γγγ=++-=⨯A a p p H H2.5 水压机是由两个尺寸不同而彼此连通的，以及置于缸筒内的一对活塞组成，缸内充满水或油，如图示：已知大小活塞的面积分别为A 2，A 1，若忽略两活塞的质量及其与圆筒摩阻的影响，当小活塞加力F 1时，求大活塞所产生的力F 2。
帕斯卡定律：加在密闭液体上的压强，能够大小不变地由液体向各个方向传递。
根据静压力基本方程(p=p 0+ρgh),盛放在密闭容器内的液体，其外加压强p 0发生变化时，只要液体仍保持其原来的静止状态不变，液体中任一点的压强均将发生同样大小的变化。
这就是说，在密闭容器内，施加于静止液体上的压强将以等值同时传到各点。
这就是帕斯卡原理，或称静压传递原理。
解：由111F p A =，222Fp A =，根据静压传递原理：12p p =1221F A F A ⇒=2.6如图示高H =1m 的容器中，上半装油下半装水，油上部真空表读数p 1=4500Pa ，水下部压力表读数p 2=4500Pa ，试求油的密度ρ。
解：由题意可得abs1a 1p p p =-，abs2a 2p p p =+abs1abs222H H p gp ργ++= 解得abs2abs1213()()22836.7kg/m 22a a H Hp p p p p p gH gH γγρ--+---===2.7 用两个水银测压计连接到水管中心线上，左边测压计中交界面在中心A 点之下的距离为Z ，其水银柱高度为h 。
右边测压计中交界面在中心A 点之下的距离为Z+∆Z ，其水银柱高为h+∆h 。
（1）试求∆h 与∆Z 的关系。
（2）如果令水银的相对密度为13.6，∆Z=136cm 时，求∆h 是多少？解：（1）分别取测压计中交界面为等压面得，a 12AA 2a 1()()p h z p p z z p h h γγγγ+=+⎧⎨++∆=++∆⎩ 解得∆h 与∆Z 的关系为：h z ∆=∆12γγ （2）当∆Z=136cm 时，cm 1012=∆=∆γγzh 2.9 如图示一铅直矩形平板AB 如图2所示，板宽为1.5米，板高h =2.0米，板顶水深h 1=1米，求板所受的总压力的大小及力的作用点。
流体力学2011-第一章作业讲解2
xy 1
Chen Haishan NIM NUIST
u x t 习题1-3-3已知流体运动的速度场为 ，求 v y t
t =0时刻，过点M (-1,-1)的迹线和流线。
dx dy dt 解： ① 求迹线： 迹线微分方程： u v
dx dy dt ; dt 进一步有： xt yt
根据 t = 0条件，确定 C =1→
x t y t 1
xy 1
最终可得 t =0时刻，过点 M (-1,-1)的流线为：
t t
x C1e t t 1
y C 2e t t 1
Chen Haishan NIM NUIST
y' p( x) y q( x)
一阶线性非齐次微分方程的通解为：
p ( x ) dx p ( x ) dx y (c q( x)e dx)e
dx dx dt x t x x t xt dt p(t ) 1 q (t ) t
t t
(c d (te ) e d (t ))e (c te e )e ce t 1
t t
x C1e t t 1
y C 2e t 1
t
Chen Haishan NIM NUIST
根据 t =0 条件，确定C1=C2=0 →
x t 1
即为所求的迹线和流线方程。
Chen Haishan NIM NUIST
u x 习题1-3-2已知流体运动的速度场为 ，求该流场 v y
dx dy 解：根据流线的微分方程： u v
dx dy 进一步有： x y
中通过（1，1）点的流线。
流体力学课后作业答案
流 体 力 学
解： h p p0 117.7 98.07 2mH O 2
g
9800
P pC A ghC A 9800 (2.8 0.3) 0.5 0.6 9.114kN
ye I Cx yC A (1/12) 0.5 (0.6) 3.1 0.5 0.6
流 2-7 测压管中水银柱差Δh=100mm，在水深h=2.5m处安 体 装测压表M，求其读数，并图示测压管水头线的位置。 力 学
测压管水头线 p0 h’ h M
解： p p0 w gh
Hg g h w gh (13.6 0.1 1 2.5) 9.8 37.83kPa
1 1 1C 1
油 h1 水 h2 θ
800 9.8 0.5 (1/ sin 60) 1 4.52kN
1 gh1 2 gh1
'
800 1 1000 h1
'
F2 2 gh2C A2
h1 0.8m
'
1000 9.8 (0.8 1) (2 / sin 60) 1 40.74kN
l
hf
13.6 0.92
2
h 1.24m
又 h l v f
0.92
0.2
d 2g 设为层流 Re 64 320 2000 成立
h
vd Re
1 0.025 320
7.8 10 m /s
2
5
若反向流动，Q不变，Re不变，λ不变，hf不变， 所以h不变，只是反向高差为9cm。
P Px Pz 121.85kN
(完整版)工程流体力学_第四版_孔珑_作业答案_详解
第二章2-1.已知某种物质的密度ρ=2.94g/cm3，试求它的相对密度d。
解：d=ρ/ρw=2.94（g/cm3）/1（g/cm3）=2.942-2.已知某厂1号炉水平烟道中烟气组分的百分数为α（co2）=13.5%，a(SO2)=0.3%，a(O2)=5.2%，a(N2)=76%，a(H2O)=5%。
试求烟气的密度。
2-3.上题中烟气的实测温度t=170℃，实测静计压强Pe=1432Pa，当地大气压强Pa=10058Pa。
试求工作状态下烟气的密度和运动粘度。
2-4.当压强增量为50000Pa时，某种液体的密度增长0.02%，试求该液体的体积模量。
2-5.绝对压强为 3.923×10^5Pa的空气的等温体积模量和等熵体积模量各等于多少？2-6. 充满石油的油槽内的压强为 4.9033×10^5Pa,今由槽中排出石油40kg，使槽内压强降到9.8067×10^4Pa，设石油的体积模量K＝1.32×10^9 Pa。
试求油槽的体积。
2-7. 流量为50m3/h，温度为70℃的水流入热水锅炉，经加热后水温升到90℃，而水的体胀系数αV=0.000641/℃，问从锅炉中每小时流出多少立方米的水？2-8. 压缩机压缩空气，绝对压强从9.8067×104Pa升高到5.8840×105Pa，温度从20℃升高到78℃，问空气体积减少了多少？2-9. 动力粘度为 2.9×10^-4Pa·S，密度为678kg/m3的油，其运动粘度等于多少？解：V=u/ρ=2.9×10^-4/678=4.28×10^-7m2/s2-10. 设空气在0℃时的运动粘度ν0=13.2×10-6m2/s,密度ρ0=1.29kg/m3。
试求在150℃时空气的动力粘度。
2-11. 借恩氏粘度计测得石油的粘度为8.5oE,如石油的密度为ρ=850kg/m3,试求石油的动力粘度。
国开电大流体力学形考作业2参考答案
A.该点的相对压强为负值
B.该点的绝ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ压强为正值
C.该点的相对压强为正值
D.该点的绝对压强为负值
【答案】：该点的相对压强为负值；该点的绝对压强为正值
题目2.2．流体静压强的（）。
A.大小与受压面积方位无关
B.方向与受压面有关
C.大小与受压面积有关
【答案】：大小与受压面积方位无关
【答案】：
解：用水柱高表示
1.该点绝对压强：8.16mH2o
2.该点相对压强：-1.84mH2o
3.该点真空压强：1.84mH2o
用水银柱表示
1.该点绝对压强：599.1 mm Hg
2.该点相对压强：-135.4 mm Hg
3.该点真空压强：135.4 mm Hg
题目3.1．等压面与质量力垂直。
对
错
【答案】：对
题目4.2．某点存在真空，是指该点的压强小于大气压强。
对
错
【答案】：错
题目5.1．等压面是水平面的条件是什么？
【答案】：
1.连续介质2.同一介质3.单一重力的作用下
题目6.1．已知某点绝对压强为80kN/m2，当地大气压强pa=98kN/m2。试将该点绝对压强、相对压强和真空压强用水柱及水银柱表示。
工程流体力学_第四版_孔珑_作业答案_详解
第二章2-1.已知某种物质的密度ρ=cm3，试求它的相对密度d。
解：d=ρ/ρw=（g/cm3）/1（g/cm3）=2-2.已知某厂1号炉水平烟道中烟气组分的百分数为α（co2）=%，a(SO2)=%，a(O2)=%，a(N2)=76%，a(H2O)=5%。
试求烟气的密度。
2-3.上题中烟气的实测温度t=170℃，实测静计压强Pe=1432Pa，当地大气压强Pa=10058Pa。
试求工作状态下烟气的密度和运动粘度。
2-4.当压强增量为50000Pa时，某种液体的密度增长%，试求该液体的体积模量。
2-5.绝对压强为×10^5Pa的空气的等温体积模量和等熵体积模量各等于多少？2-6. 充满石油的油槽内的压强为×10^5Pa,今由槽中排出石油40kg，使槽内压强降到×10^4Pa，设石油的体积模量K＝×10^9 Pa。
试求油槽的体积。
2-7. 流量为50m3/h，温度为70℃的水流入热水锅炉，经加热后水温升到90℃，而水的体胀系数αV=℃，问从锅炉中每小时流出多少立方米的水？2-8. 压缩机压缩空气，绝对压强从×104Pa升高到×105Pa，温度从20℃升高到78℃，问空气体积减少了多少？2-9. 动力粘度为×10^-4Pa·S，密度为678kg/m3的油，其运动粘度等于多少？解：V=u/ρ=×10^-4/678=×10^-7m²/s2-10. 设空气在0℃时的运动粘度ν0=×10-6m2/s,密度ρ0=m3。
试求在150℃时空气的动力粘度。
2-11. 借恩氏粘度计测得石油的粘度为,如石油的密度为ρ=850kg/m3,试求石油的动力粘度。
2-12. 一平板距离另一固定平板,两板间充满液体，上板在每平方米上有2N的力作用下以s的速度移动，试求该液体的粘度。
2-13. 已知动力滑动轴承的轴直径d=，转速 n=2830r/min，轴承内径 D=，宽度 l=，润滑油的动力粘度=·s，试求克服摩擦阻力所消耗的功率。
流体力学作业题参考问题详解
流体力学作业题参考问题详解流体力学网上作业题参考答案第一章：绪论（56）一、名词解释1. 流体：在任何微小剪切力的持续作用下能够连续不断变形的物质/液体和气体统称为流体。
2. 流体质点：质点亦称为流体微团，其尺度在微观上足够大，大到能包含大量的分子，使得在统计平均后能得到其物理量的确定值；而宏观行又足够小，远小于所研究问题的特征尺度，使其平均物理量可看成是连续的。
3. 惯性：惯性是物体维持原有运动状态的能力的性质。
4. 均质流体：任意点上密度相同的流体，称为均质流体。
5. 非均质流体：各点密度不完全相同的流体，称为非均质流体。
6. 粘性：流体在运动状态下具有抵抗剪切变形能力的性质，成为粘性或者粘滞性。
7. 摩擦力：流体在流动时，对相邻两层流体间发生的相对运动，会产生阻碍其相对运动的力，这种力称为摩擦力。
8. 流体的压缩性：流体的宏观体积随着作用压强的增大而减小的性质，称为流体的压缩性。
9. 不可压缩流体：流体密度随压强变化很小，流体的密度可视为常数的流体。
10. 可压缩流体：流体密度随压强变化不能忽略的流体。
11. 表面力：表面力是液体自由表面在分子作用半径围，由于分子引力大于斥力而在表层沿表面方向产生的拉力。
12. 表面力：作用在所研究流体外表面上，与表面积大小成正比的力。
13.质量力：作用在液体每一个质点上,其大小与液体质量成正比。
14．牛顿流体：把在作剪切运动时满足牛顿摩擦定律的流体称为牛顿流体。
二、选择题1. 理想流体是指可以忽略（ C ）的流体。
A 密度 B 密度变化 C 粘度 D 粘度变化2. 不可压缩流体是指忽略（B ）的流体。
A 密度 B 密度变化 C 粘度 D 粘度变化3. 关于流体粘性的说法中，不正确的是（D ）。
A 粘性是流体的固有属性B 流体的粘性具有传递运动和阻碍运动的双重性C 粘性是运动流体产生机械能损失的根源D 流体的粘性随着温度的增加而降低4．下列各种流体中，属于牛顿流体的是（A ）A 水、汽油、酒精B 水、新拌混凝土、新拌建筑砂浆C 泥石流、泥浆、血浆D 水、泥石流、天然气5. 单位质量力的量纲与（B ）的量纲相同。
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作业2答案（第3章、第4章）第3章一、选择题1、流体运动的连续性方程是根据（C）原理导出的。
A、动量守恒B、质量守恒C、能量守恒D、力的平衡2、流线和迹线重合的条件为（ C ）A、恒定流B、非恒定流C、非恒定均匀流二、判断题1、以每个流体质点运动规律为研究对象的方法称为拉格朗日法。
（正确）2、恒定流一定是均匀流。
（错误）3、涡流是指流体质点在运动中不绕自身轴旋转的流动。
（正确）4、无旋流就是无涡流。
（正确）5、非均匀流一定是非恒定流。
（错误）三、简答题1、述流体运动的两种方法是什么？简述其内容。
答：研究流体运动有两种不同的观点，因而形成两种不同的方法：一种方法是从分析流体各个质点的运动着手，即跟踪流体质点的方法来研究整个流体的运动，称之为拉格朗日法；另一种方法则是从分析流体所占据的空间中各固定点处的流体的运动着手，即设立观察站的方法来研究流体在整个空间里的运动，称其为欧拉法2. 流体微团体运动分为哪几种形式?答：①平移②线变形③角变形④旋转变形。
3. 写出恒定平面势流中流函数、势函数与流速的关系。
（改为：写出恒定平面势流中流函数具有的性质，流函数与流速势的关系。
）答：流函数具有的性质（1）流函数相等的点组成的线即流线，或曰，同一流线上个点的流函数为常数。
（2）两流线间的函数值之差为为单宽流量。
（3）平面势流的流函数为一个调和函数。
答：流函数与流速势的关系（1）流函数与势函数为调和函数。
（2）等势线与等流函数线正交。
4．什么是过流断面和断面平均流速？为什么要引入断面平均流速？答：与流线正交的断面叫过流断面。
过流断面上点流速的平均值为断面平均流速。
引入断面平均流速的概念是为了在工程应用中简化计算。
5．如图所示，水流通过由两段等截面及一段变截面组成的管道，试问：(1)当阀门开度一定，上游水位保持不变，各段管中，是恒定流还是非恒定流？是均匀流还是非均匀流？(2)当阀门开度一定，上游水位随时间下降，这时管中是恒定流还是非恒定流？(3)恒定流情况下，当判别第II 段管中是渐变流还是急变流时，与该段管长有无关系？答：（1）是恒定流。
Ⅰ、Ⅲ是均匀流，Ⅱ是非均匀流。
（2）管中为非恒定流。
（3）有。
管段相当长为渐变流，管段较短为急变流。
四、计算题（解题思路）1． 恒定二维流动的速度场为 ay u ax u y x -==,，其中1=a 秒-1。
（1）论证流线方程为C xy =；（2）绘出C ＝0、1及4m 2的流线；（3）求出质点加速度的表达式。
解：（1）流线方程为：yx u dy u dx = 代入数值推导 （2）（略）（3）由：yu u x u u t u a x y x x x x ∂∂+∂∂+∂∂=代入数值求解。
y u u x u u t u a y y y x yy ∂∂+∂∂+∂∂=代入数值求解。
答案: x a a x 2= y a a y 2=2 试检验下述不可压缩流体的运动是否存在？（1）xy z y x u z y u y x u z y x ++-=+=+=)(4,2,222 （2）xyt u xzt u yzt u z y x ===,,解：由连续性微分方程，zu y u x u z y x ∂+∂+∂=0 流体的运动存在,反之流体的运动不存在。
答案:（1）代入数值求解， 流体的运动不存在。
（2）代入数值求解，流体的运动存在。
3 水流从水箱经管径分别为cm d cm d cm d 5.2,5,10321===的管道流出，出口流速s m V /13=，如图所示。
求流量及其它管道的断面平均流速。
解：应用连续性方程（1）流量：==33A v Q 4.91s l /103-⨯(2) 断面平均流速s m v /0625.01= , s m v /25.02= 。
4 如图铅直放置的有压管道，已知d 1=200mm ，d 2=100mm ，断面1-1处的流速v 1=1m/s 。
求（1）输水流量Q ；（2）断面2-2处的平均流速v 2；（3）若此管水平放置，输水流量Q 及断面2-2处的速度v 2是否发生变化？（4）图a 中若水自下而上流动，Q 及v 2是否会发生变化？解：应用连续性方程（1）4.31=Q s l /（2）s m v /42=（3）不变。
（4）流量不变则流速不变。
5 已知某流场的流速势为)(222y x a -=ϕ，a 为常数，试求x u 及y u 。
解：ax u x = ay u y =6. 对于xy u x 2=，222y x a u y -+=的平面流动，a 为常数。
试分析判断该流动： (1) 是恒定流还是非恒定流？(2) 是均匀流还是非均匀流？(3) 是有旋流还是无旋流？解：应用质点加速度数学表达式yu u x u u t u a x y x x x x ∂∂+∂∂+∂∂= y u u x u u t u a y y y x yy ∂∂+∂∂+∂∂= 求解。
看时间加速度与迁移加速度判别是恒定流还是非恒定流;是均匀流还是非均匀流。
答案: （1）是恒定流。
（2）是非均匀流（3）用无旋流数学表达式)(21xu y u y x z ∂∂-∂∂=Ω求解，是无旋流 第4章一． 选择题1、总流伯努力方程适用于 （A ）A 、恒定流B 、非恒定流C 、可压缩流体2、总水头线与测压管水头线的基本规律是： （ A ）（C ）A 、总水头线总是沿程下降的B 、总水头线总是在测压管水头线的上方C 、测压管水头线沿程可升可降D 、测压管水头线总是沿程下降的二． 判断题1、N-S 方程为理想流体运动的微分方程。
（ 正确 ）2、毕托管是量测流体电流速的一种仪器。
（ 正确 ）三．简答题 1.说明总流能量方程中各项的物理意义。
答：w h g v p z g v p z +++=++2222222111αγαγP712. 写出实际流体恒定元流的伯努利方程和实际流体恒定总流的伯努利方程，并指出他们的区别？答：P66—P713 应用恒定总统能量方程时，为什么把过流断面选在渐变流段或均匀流段？答：因为建立恒定总流的伯努利方程时，把)(gp z ρ+作为常数提到积分号外面，只有渐变流断面或均匀流断面的c gp z =+ρ 。
4 在写总流能量方程时，过流断面上的代表点、基准面是否可以任意选取？为什么？答：可以。
因为渐变流断面或均匀流断面的c gp z =+ρ 。
5 关于水流流向问题有如下一些说法：“水一定由高处向低处流”；“水是从压强大向压强小的地方流”；“水是从流速大的地方向流速小的地方流”。
这些说法是否正确？为什么？如何正确描述？答：（1）“水一定由高处向低处流”，（不对），对明渠水流是对的，对有压管流不一定。
“水是从压强大向压强小的地方流” （不对），在有压管流中常常有从压强小向压强大的地方流的现象。
（2）正确描述时，流体的运动方向总是由单位重量流体能量大的位置流向单位重量流体能量小的位置。
（不能单从位能或压能一个角度比较）6 总流的动量方程为)v v (Q F 1122 ββρ-=∑，试问：（1）F ∑中包括哪些力？（2）如果由动量方程求得的力为负值说明什么问题？答：（1）一般为表面力、重力，（惯性力、摩擦力、弹性力含在待求的力中了）（2）求得的力为负值说明原假设的力的方向不对，反向即可。
四、计算题（解题思路）1．在一管路上测得过流断面1-1的测压管高度gp ρ1为1.5m ，过流面积A 1为0.05m 2；过流断面2-2的面积A 2为0.02m 2；两断面间水头损失ωh 为g 2v 5.021；管中流量Q 为20l/s ；z 1为2.5m ，z 2为2.6m 。
试求断面2-2的测压管高度gp ρ2。
（提示：注意流动方向）。
（2z 改为1.6m 与图相符）解: ① 能量方程可以求解位能、压能、流速与能量损失。
求测压管高度即求压强，自然要想到用能量方程。
②向未知情况下 ，流动方向可以假定。
③先求出21,v v ④列能量方程求解 答案：g p ρ2= -2.289mH 2o (1流向2) ; gp ρ2= -1.473 mH 2o (2流向1) 2. 如图所示，从水面保持恒定不变的水池中引出一管路，水流在管路末端流入大气，管路由三段直径不等的管道组成，其过水面积分别是A 1=0.05m 2，A 2=0.03m 3，A 3=0.04m 2，若水池容积很大，行近流速可以忽略（v 0≈0），当不计管路的水头损失时，试求：（1）出口流速v 3及流量Q ；（2）绘出管路的测压管水头线及总水头线。
解: (1) 因为不计管路的水头损失,此题为理想流体的流动。
①因为是理想流体，作用水头完全转化为动能。
② 先解出第3条管中断面平均流速，在求流量。
答案：s m v /90.93= s m q /396.03= （2）绘出管路的测压管水头线及总水头线步骤：① 因为是理想流体，不计水头损失，故总水头线为水平。
② 计算各段流速水头g v 22 。
③总水头线下方减去1个流速水头得测压管水头线。
（测压管水头线及总水头线图，略） 3．如图一管路，A 、B 两点的高差Δz ＝1m ，点A 处直径d A =0.25m ，压强p A =7.84N/cm 2，点B 处直径d B =0.5m ，压强p B ＝4.9N/cm 2，断面平均流速V B ＝1.2m/s 。
判断管中水流方向。
解: 判断管中水流方向,，要从单位重量流体总的机械能考虑，总是单位重量流体总的机械能大的位址向单位重量流体总的机械能晓得的地方。
（1）计算A 点与B 点单位重量流体总的机械能。
（2）比较A 点与B 点单位重量流体总的机械能的大小。
答案：从A 流向B 。
4．在水平安装的文丘里流量计上，直接用水银压差计测出水管与喉部压差Δh 为20cm ，已知水管直径1d 为10cm ，喉部直径2d 为5 cm ，当不计水头损失时，求通过流量Q 。
解: 可以直接用公式h K Q ∆=6.12求解，也可以流能量方程推导公式求解。
答案：s m Q /01425.03=5．为将水库中水引至堤外灌溉，安装了一根直径d 为15cm 的虹吸管（如图），当不计水头损失时，问通过虹吸管的流量Q 为多少？在虹吸管顶部s 点处的压强为多少？解: 此题属理想流体的水力计算，作用水头转化为动能。
s 点处的压强进考虑位能、动能压能之间的转化。
（1）列上游水面到管出口间的能量方程求流量，s m Q /1355.03= （2）列上游水面到s 点处的能量方程求s 点处的压强，o mH g p s 25-=ρ 6．一平板闸门宽b 为2m ，当通过流量Q 为8m 3/s 时闸前水深h 为4m ，闸孔后收缩断面水深h C为0.5m ，求作用于平板闸门上的动水总压力（不计摩擦力）。