流体力学与传热:第3章-流体力学理论基础
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流体力学第三章课后习题答案流体力学第三章课后习题答案流体力学是研究流体运动和流体力学性质的学科。
在学习流体力学的过程中,课后习题是巩固知识和提高理解能力的重要环节。
本文将为大家提供流体力学第三章的课后习题答案,帮助读者更好地掌握流体力学的相关知识。
1. 一个液体的密度为1000 kg/m³,重力加速度为9.8 m/s²,求其比重。
解答:比重定义为物体的密度与水的密度之比。
水的密度为1000 kg/m³,所以比重为1。
因此,该液体的比重也为1。
2. 一个物体在液体中的浮力与物体的重力相等,求物体在液体中的浸没深度。
解答:根据阿基米德原理,物体在液体中的浮力等于物体所排除液体的重量。
浮力的大小等于液体的密度乘以物体的体积乘以重力加速度。
物体的重力等于物体的质量乘以重力加速度。
根据题目条件,浮力等于重力,所以液体的密度乘以物体的体积等于物体的质量。
浸没深度可以通过浸没体积与物体的底面积之比来计算。
3. 一个圆柱形容器中盛有液体,容器的高度为10 cm,直径为5 cm,液体的密度为800 kg/m³,求液体的压强。
解答:液体的压强等于液体的密度乘以重力加速度乘以液体的深度。
容器的高度为10 cm,所以液体的深度为10 cm。
重力加速度为9.8 m/s²,所以液体的压强为800 kg/m³乘以9.8 m/s²乘以0.1 m,即784 Pa。
4. 一个水龙头的出水口半径为2 cm,水流速度为10 m/s,求水龙头出水口附近的压强。
解答:根据质量守恒定律,水流速度越大,压强越小。
根据伯努利定律,水流速度越大,压强越小。
因此,水龙头出水口附近的压强较小。
5. 在一个垂直于水平面的圆柱形容器中,盛有密度为900 kg/m³的液体。
容器的半径为10 cm,液体的高度为20 cm。
求液体对容器底部的压力。
解答:液体对容器底部的压力等于液体的密度乘以重力加速度乘以液体的高度。
第三章 流体运动学基础§3—1研究流体流动的方法一、基本概念场-设在空间的某个区域内定义了标量函数或矢量函数,则称定义了相应函数的空间区域为场。
如果研究的是标量函数则称此场为标量场;如果研究的是矢量函数,则称之为矢量场;如果同一时刻场内各点函数的值都相等,则称此场为均匀场,反之为不均匀场,如果场内函数不依于时间,即不随时间改变,则称此场为定常场,反之称为不定常场。
场的分类如下:⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧⎩⎨⎧⎩⎨⎧密度场压力场标量场力场速度场矢量场 流场―充满运动流体的场称为流场。
二、研究流体运动的欧拉法欧拉法―欧拉法是通过下列两个方面来描述整个流场情况的:(1)在空间固定点上流体的各种物理量(如速度、压力)随时间的变化。
(2)在相邻的空间点上这些物理量的变化 1、速度表示法欧拉法是以流场中每一空间位置作为描述对象,描述在这些位置上流体的物理参数随时间的变化。
显然,同一时刻,流体内部各空间点上流体质点的速度可以是不同的,即V是(x, y, z )的函数。
同一空间点上,不同时刻,流体质点的速度也是不同的。
即V又是t 的函数。
另一方面x , y , z 又可以看作是流体质点的坐标,而流体质点的坐标又是时间的函数。
因此: x = x ( t ) y = y ( t ) z = z ( t )),,,(),,,(),,,(t z y x w w t z y x t z y x u u ===υυ故:V =V(x , y , z, t )同理:),,,(t z y x p p =),,,(t z y x ρρ=2、流体质点的加速度流体质点的加速度为:tVa d d =则:z u w y u x u u t u t z z u t y y u t x x u t u t u a x ∂∂+∂∂+∂∂+∂∂=∂∂⋅∂∂+∂∂⋅∂∂+∂∂⋅∂∂+∂∂==υd d z w y x u t t a y ∂∂+∂∂+∂∂+∂∂==υυυυυυd d zw w y w x w u t w t w a z ∂∂+∂∂+∂∂+∂∂==υd d 用矢量表示为: V V tVt V a)(d d ∇⋅+∂∂==其中yk y j x i ∂∂+∂∂+∂∂=∇ 为哈密顿算式。