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第六章流体力学课后答案试题作业.docx


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第六章流体力学课后答案试题作业.docx第六章流体力学课后答案试题作业篇一:第六章流体力学课后答案第六章液体力学6-1有一个长方体形的水库,长200m,宽150m,水深10m,求水对水库底面和侧面的压力。解:水对水库底面的压力为:f1ghs??103??10150??109?n?侧面的压力应如下求得:在侧面上建立如图所示的坐标系,在y处取侧面窄条dy,此侧面窄条所受的压力为:dfglydy整个侧面所受的压力可以表示为:f??h?glydy?1?glh221?glh2??107?n?2127对于h?10m、l?150m的侧面:f2glh??10?n?2对于h?10m、l?200m的侧面:f2?侧面的总压力为:f2?2f2?2f2??108?n?6-2有三个底面积相同但形状各异的容器,分别盛上高度相同的水,如题图所示,根据静止流体压强的概念,三个容器底面的压强是相同的,所以每个容器底面所受的水的压力也是相同的,水对底面压力是由水的重量引起的,但是三个容器中所盛的水的重量显然不等,请对这个似乎矛盾的结果作出解释。答:三个容器底面的压强是相同的,但流体对容器内壁的压强并不是容器对其支撑面的压强,容器对其支撑面的压力等于水与容器本身重量之和。因此,容器对其支撑面的压强是不同的。如蓝球内壁的压强要比蓝球对支撑面的压强要大得多。6-?10s的时间内通过管子截面的二氧化碳气体(看作为理想流体)。?m,,求二氧化碳气体在管子里的平均流速。解:单位时间内流过管子截面的二氧化碳气体的体积,即流量为:?33qv??10?5m3?s?13????10?5?2?1平均流速为:??10m?s2??10?6-4当水从水笼头缓慢流出而自由下落时,水流随位置的下降而变细,何故?如果水笼头管口的内直径为d,水流出的速率为v0,求在水笼头出口以下h处水流的直径。解:当水从水笼头缓慢流出时,可以认为是定常流动,遵从连续性方程,即流速与流管的截面积成反比,所以水流随位置的下降而变细,如图所示。可以认为水从笼头流出后各处都是大气压,伯努利方程可以写为:12122?v1gh1v2gh2即:v2?v12g?h1?h2?1?222?h1?h2?0?v2?v12这表示水流随位置的下降,流速逐渐增大。整个水流可以认为是一个大流管,h1处的流量应等于h2处的流量,即:s1v1?s2v22?由于:v2?v1所以:s1?s2,这表示水流随位置的下降而变细。22根据题意,h1?h2?h,v1?v0,h2处的流速为v2,由(1)得:v2?v0gh即:v2??3?将式(3)代入式(2),得:?d1v0?14212?d2v24式中d1?d,d2就是在水笼头出口以下h处水流的直径。上式可化为:d2v0?d2于是:d2?6-5试解释下面两种现象:(1)当两船并行前进时,好像有一种力量将两船吸引在一起,甚至发生碰撞,造成危险;(2)烟囱越高,拔火力量越大答:(1)由伯努利方程知,理想液体沿水平流管作定常流动时,管道截面积小的地方流速大,压强小,管道截面积大的地方流速小,因此两船并行时,两船之间的流体的流速会增大,压强变小,而两船另一侧的压强不变,所以,两船会相互吸引。(2)空气受热膨胀向上升,由伯努利方程知,烟囱越高,则顶部的压强越小,形成低压真空虹吸现象,烟囱越高,形成的低压越强。6-6文丘里流量计是由一根粗细不均匀的管子做成的,粗部和细部分别接有一根竖直的细管,如图所示。在测量时,将它水平地接在管道上。当管中有液体流动时,两竖直管中的液体会出现高度差h。如果粗部和细部的横截面积分别为sa和sb,试计算流量和粗、细两处的流速。解:取沿管轴的水平流线ab(如图中虚线所示),并且a、b两点分别对应两竖直管的水平位置,可以列出下面的伯努利方程:pa?改写为:1212?va?pbvb2212222vb?va?pa?pb即:vb?va?2gh1??2另有连续性方程:sava?sbvb2?以上两式联立,可解得:va?sv?s;b流量为:qv?sava?sas6-7利用压缩空气将水从一个密封容器内通过管子压出,如图所示。,?s。求容器内空气的压强。解:取如图示中虚线ab所示的流线,并运用伯努利方程:?1pa?1212?va?pbvb,22可以认为:va?0pb?p0所以:pa?p0?12?vgh?101325?????103????105?pa?2446-8在一个圆柱状容器的底部有一个圆孔,圆柱状容器和圆孔的直径分别为d和d,并且dd,容器内液面高度h随着水

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  • 时间2020-08-04