聪明文档网

    聪明文档网

    最新最全的文档下载
    当前位置： 首页> 工程流体力学习题答案-

    工程流体力学习题答案-

    时间：    下载该word文档
    第三章 流体静力学
    【3-2】 图3-35所示为一直煤气管，为求管中静止煤气的密度，在高度差H=20m的两个截面装U形管测压计，内装水。已知管外空气的密度ρa=1.28kg/m3，测压计读数h1=100mm，h2=115mm。与水相比，U形管中气柱的影响可以忽略。求管内煤气的密度。

    图3-35 习题3-2示意图
    【解】 p1gasH2Ogh1p1air p2gasH2Ogh2p2ai
    rp1gasgasgHp2gas p1aip2ai rraigHrHOgh1p1airgasgHp2gas
    2p2gasp1airH2Ogh2airgH
    HOgh1gasgHHOgh2airgH
    2    2HOh1HOh2airHgasH
    2    2gasHO2h1h20.10.115air10001.280.53kg/m3 H20【3-10】 试按复式水银测压计（图3-43）的读数算出锅炉中水面上蒸汽的绝对压强p。已知：H=3m，h1=1.4m，h2=2.5m，h3=1.2m，h4=2.3m，水银的密度ρHg=13600kg/m3。

    图3-43 习题3-10示意图
    【解】 p1H2OgHh1p p1Hggh2h1p2

    p3H2Ogh2h3p2 p3Hggh4h3pa
    HOgHh1pHggh2h1p2
    2HOgh2h3p2Hggh4h3pa
    2HOgHh1h2h3pHggh2h1h4h3pa
    2pHggh4h3h2h1H2OgHh1h2h3pa136009.8072.31.22.51.410009.80731.42.51.2101325 366310.14PapHggh4h3h2h1H2OgHh1h2h3pa136009.806652.31.22.51.410009.8066531.42.51.2101325
    Pa366300.683【3-15】 图3-48所示为一等加速向下运动的盛水容器，水深h=2m，加速度a=4.9m/s2。试确定：（1）容器底部的流体绝对静压强；（2）加速度为何值时容器底部所受压强为大气压强？（3）加速度为何值时容器底部的绝对静压强等于零？

    图3-48 习题3-15示意图
    【解】 fx0，fy0，fzag 压强差公式 dpfxdxfydyfzdz
    dpfxdxfydyfzdzagdz
    ppadpagdz
    0happaaghag0hgagh1g
    appagh1g
    ppahgaagppa h（1） ppahga101325100029.806654.9111138.3Pa

    （2） agppappagag9.80665ms2 hh（3） agppa01013259.8066560.46915ms2 h10002【3-16】 图3-49所示为一圆柱形容器，直径d=300mm，高H=500mm，容器内装水，水深h1=300mm，使容器绕铅直轴作等角速旋转。（1）试确定水正好不溢出时的转速n1；（2）求刚好露出容器底面时的转速n2；这时容器停止旋转，水静止后的深度h2等于多少？

    图3-49 习题3-16示意图
    【解】 初始状态圆筒中没有水的那部分空间体积的大小为
    1Vd2Hh1
    (1     4圆筒以转速n1旋转后，将形成如图所示的旋转抛物面的等压面。令h为抛物面顶点到容器边缘的高度。空体积旋转后形成的旋转抛物体的体积等于具有相同底面等高的圆柱体的体积的一半
    V由(1(2，得
    112dh (2 241211dHh1d2h (3 424即
    h2Hh1
    (4 等角速度旋转容器中液体相对平衡时等压面的方程为
    2r22gzC
    (5 对于自由液面，C=0。圆筒以转速n1旋转时，自由液面上，边缘处，r2d，zh，则
    2d22gh0 (6 2得
    22gh (7 d
    由于
    2n1（1）水正好不溢出时，由式(4(9，得
    n1 (8 60303022gh602gh (9 ddn1即
    602g2Hh1120gHh1
    (10 ddn11209.806650.50.3178.3rmin
    0.3（2）求刚好露出容器底面时，h=H，则
    n1602gh602gH6029.806650.5199.4rmin dd0.3（3）旋转时，旋转抛物体的体积等于圆柱形容器体积的一半
    V这时容器停止旋转，水静止后的深度h2，无水部分的体积为
    112dH (11 241Vd2Hh2 (12 4由(11(12，得
    1121dHd2Hh2 (13 244得
    h2H0.50.25m 22【3-21】 图3-54所示为绕铰链O转动的倾斜角α=60°的自动开启式水闸，当水闸一侧的水位H=2m，另一侧的水位h=0.4m时，闸门自动开启，试求铰链至水闸下端的距离x。

    图3-54 习题3-21示意图
    【解】 设水闸宽度为b，水闸左侧水淹没的闸门长度为l1，水闸右侧水淹没的闸门长度为l2。 作用在水闸左侧压力为
    Fp1ghc1A1
    (1 其中

    hc1则
    HHH l1 A1bl1b 2sinsinHHgH2bFp1gb
    (2 2sin2sin作用在水闸右侧压力为
    Fp2ghc2A2
    (3 其中
    hhc22 lhh2sin A2bl2bsin 则
    Fp2gh2bhsingh2b2sin 由于矩形平面的压力中心的坐标为
    bl3xIcylx122Dxcl cA2l2bl3所以，水闸左侧在闸门面上压力中心与水面距离为
    x2HD13sin 水闸右侧在闸门面上压力中心与水面距离为
    x2HD23sin 对通过O点垂直于图面的轴取矩，设水闸左侧的力臂为d1，则
    d1l1xD1x 得
    dlH2HH1x1xD1xsin3sinx3sin 设水闸右侧的力臂为d2，则
    d2l2xD2x 得
    dlh2hh2x2xD2xsin3sinx3sin 当满足闸门自动开启条件时，对于通过O点垂直于图面的轴的合力矩应为零，因此
    Fp1d1Fp2d20 则

    (4
    (5
    (6
    (7
    (8 (9 (10 (11 (12
    gH2bHgh2bhxx (13 2sin3sin2sin3sinHh2H2xhx
    3sin3sinH2h2x1H3h3
    3sin1H3h31H2Hhh2x
    3sinH2h23sinHh12220.40.42x0.795m
    20.43sin60【3-29】 如图3-62所示，直径d=1m，高H=1.5m的圆柱形容器内充满密度ρ=900kg/m3的液体，顶盖中心开孔通大气。若容器绕中心轴以n=50r/min的转速旋转，求容器的上盖、底面和侧面所受的液体总压力。

    图3-62 习题3-29示意图
    【解】 由题设所述的容器内的压强分布与等角速度旋转运动容器中液体的静压强分布相同，为
    2r2ppagz2g
    (1 则计示压强为
    2r2pegz (2 2g（1）作用在上盖的计示压强为
    pe1设圆柱体的底面积为Ad，则作用在上盖的总压力为
    2r22
    (3 Fp1pe1dAAd0d22r222rdrd201rdr2r4423d2011d22d4(4 46424由于

    22nn (5 603011nFp1d43n2d4 (6 643057600Fp1（2）作用在底面的计示压强为
    13900502141211N
    57600pe2pe1gH则作用在底面的总压力为
    2r22gH
    (7 Fp2pe2dAAdd20dd2r22r2222gH2rdr2rdrgH2rdrFgHrp10202d201dFp1gHFp1gHd242(8 2Fp2113900502149009.806651.51211609N
    576004（3）由式(3可知，作用在上盖边缘的计示压强为
    pe1b则作用在侧面的计示压强为
    d2d22 (9 2822pe3pe1bgh设圆柱体的侧面积为Ac，则作用在侧面的总压力为
    2d28gh
    (10 22H2d2d2dFp3pe3dAghdAghddh80082AcAcH020H22d2ddddhghddh8200222d2dHgddhd08202H0hdhd02
    (11 2d2dgdH282H22222d3HgdH282将式(5代入，得

    nd3HgdH23n2d3HgdH230 (12 Fp38272002Fp323900502131.59009.8066511.527200245728N


























































































    免费下载 Word文档免费下载： 工程流体力学习题答案-

    TOP热门搜索

    相关推荐：

    建国70周年

    • ￥29.8

      ￥45 每天只需1.0元
      1个月 推荐

    • ￥9.9

      ￥15
      1天

    • ￥59.8

      ￥90
      3个月

    选择支付方式

    • 微信付款
    会员须知 联系在线客服 登录账号
    郑重提醒：支付后，系统自动为您完成注册

    请使用微信扫码支付(元)

    订单号：
    支付后，系统自动为您完成注册
    遇到问题请联系 在线客服

    常用手机号：
    用于找回密码
    图片验证码：
    看不清？点击更换
    短信验证码：
    新密码：
     
    绑定后可用手机号登录
    请不要关闭本页面，支付完成后请点击【支付完成】按钮
    遇到问题请联系 在线客服

    侵权投诉  © 2013-2019 http://www.tcm999.cn   站点地图 |  手机版

    本站文档均来自互联网及网友上传分享，本站只负责收集和整理，有任何问题可通过上访投诉通道进行反馈