流体力学第1章

第1章绪论1.1解：339005.08.94410mkgmkggVGVm1.2解：3132hyhudydum当25.0hy时，此处的流速梯度为huhudydumm0583.1413231当50.0hy时，此处的流速梯度为huhudydumm8399.02132311.3解：NNAdyduAT1842.08.0001.0115.11.4解：充入内外筒间隙中的实验液体，在外筒的带动下做圆周运动。因间隙很小，速度可视为近似直线分布，不计内筒端面的影响，内桶剪切应力由牛顿内摩擦定律推得：)(0rudydu作用于内筒的扭矩：hrrArM22)(sPasPahrrM3219.4003.02.04.02.060102003.09.42221.5解：体积压缩系数：dpVdVmlPamlNmVdpdV8905.1)1011020(2001075.456210u油δωMud（负号表示体积减少）手轮转数：122.0418905.1422ddVn1.6解：1035.1%101%1512035.112，即2比1增加了3.5％。1.7解：测压管内液面超高：mmdhOH98.28.292mmdhHg05.15.10当测压管内液面标高为5.437m时，若箱内盛水，水箱液面高程为：mmm34402.5100098.2347.5若箱内盛水银，水箱液面高程为：mmm34805.5)100005.1(347.51.8解：当液体静止时，它所受到的单位质量力：gffffzyx,0,0,,。当封闭容器自由下落时，它所受到质量力除向下的重力G＝mg外，还有与重力加速度方向相反（即向上）的惯性力F＝－mg，所以0mmgmgmFGfz其单位质量力为0,0,0,,zyxffff1.9解：2222yxmrmF离心水平方向（法向）的单位质量力为：2222yxrmFf离心水平xmyxxyxmFx2222220AAryxxyxyzxmxmfx22同理可求：yfy22/8.9smgmmgfz－－－则A点处单位质量力为：22242yxgf与水平方向夹角为：22242arcsinarcsinyxggfg1.10解：体积膨胀系数：dtVdVV33408.0801000051.0mmVdtdVV解法二：dtVdVV积分：TTVVVdtVdV000408.08000051.0ln00TTVVV30408.004164.100416.110100meeVVTTV所以，膨胀水箱的最小容积为：34164.0mV1.11答：运动粘度——TL2切应力——2LTM体积模量——MLT2表面张力系数——2TM动量p——TML功E——22TML1.12答：锅炉散热器①uEvp2（欧拉数）②③QA23④Welv2（韦伯数）1.13解：由已知条件可将溢流堰过流时单宽流量q与堰顶水头H、水的密度ρ和重力加速度g的关系写成下面的一般表达式：HgKq其量纲公式：232312TLMLLTMLTL根据量纲一致性原则：M：0L：23T：12解得：23210令2Km（即堰流流量系数），得堰流单宽流量计算公式：2302Hgmq1.14解：根据题意已知列出水泵输出功率N与有关的物理量的关系式：0,,,,HQgNf由于用瑞利法求力学方程，有关物理量不能超过4个，当有关物理量超过4个时，则需要归并有关物理量，令g写出指数乘积关系式：cbaHQKN写出量纲式：cbaHQN以基本量纲（M、L、T）表示各物理量量纲：cbaLTLTMLTML132232根据量纲和谐原理求量纲指数：M：a1L：cba322T：ba23得：1a，1b，1c整理方程：令K为试验确定的系数：gQHKQHKN1.15解：列出有关物理量的关系式：0,,,,,21ddpvf取v，2d，为基本量11121cbadvp，222212cbadvd，33323cbadv1：1112cbadvp111321cbaMLLLTTMLM：11cL：11131cbaT：12a得：1,0,2111cba，21vp同理可得：212dd3：3332cbadv解得：13a，13b，03c，23vd即：0,,2212vdddvpf1212221212Re,Re,,ddpvddvvdddfvp