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流体力学答案流体力学课后答案 分析答案 解答BP1.1.1 根据阿佛迦德罗定律，在标准状态下（T = 273°K ，p = 1.013×105 Pa ）一摩尔空气（28.96ɡ）含有6.022×10 23个分子。
在地球表面上70 km 高空测量得空气密度为8.75×10 -5㎏/m 3。
试估算此处 10 3μm 3体积的空气中，含多少分子数n (一般认为n <106 时，连续介质假设不再成立)答： n = 1.82×10 3提示：计算每个空气分子的质量和103μm 3体积空气的质量 解： 每个空气分子的质量为 g 1081.410022.6g 96.282323-⨯=⨯=m 设70 km 处103μm 3体积空气的质量为M g 1075.8)m 1010)(kg/m 1075.8(20318335---⨯=⨯⨯=M323201082.1g1081.4g 1075.8⨯=⨯⨯==--m M n 说明在离地面70 km 高空的稀薄大气中连续介质假设不再成立。
BP1.3.1 两无限大平行平板，保持两板的间距δ= 0.2 mm 。
板间充满锭子油，粘度为μ= 0.01Pa ⋅s ，密度为ρ= 800 kg / m 3。
若下板固定，上板以u = 0.5 m / s 的速度滑移，设油内沿板垂直方向y 的速度u (y)为线性分布，试求： (1) 锭子油运动的粘度υ； (2) 上下板的粘性切应力τ1、τ2 。
答： υ= 1.25×10 – 5 m 2/s, τ1=τ2 = 25N/m 2。
提示：用牛顿粘性定侓求解，速度梯度取平均值。
解：(1 ) /s m 1025.1kg/m800/sm kg 0.0125-3⨯===ρμν （2）沿垂直方向（y 轴）速度梯度保持常数，δμμττ/21u dydu==== (0.01Ns /m 2)(0.5m/s)/(0.2×10-3m)=25N/m 2BP1.3.2 20℃的水在两固定的平行平板间作定常层流流动。
流体力学第八章答案【篇一：流体力学第8、10、11章课后习题】>一、主要内容（一）边界层的基本概念与特征1、基本概念：绕物体流动时物体壁面附近存在一个薄层，其内部存在着很大的速度梯度和漩涡，粘性影响不能忽略，我们把这一薄层称为边界层。
2、基本特征：（1）与物体的长度相比，边界层的厚度很小；（2）边界层内沿边界层厚度方向的速度变化非常急剧，即速度梯度很大；（3）边界层沿着流体流动的方向逐渐增厚；（4）由于边界层很薄，因而可以近似地认为边界层中各截面上压强等于同一截面上边界层外边界上的压强；（5）在边界层内粘性力和惯性力是同一数量级；（6）边界层内流体的流动与管内流动一样，也可以有层流和紊流2种状态。
（二）层流边界层的微分方程（普朗特边界层方程）??v?vy?2v1?p?vy?????vx?x?y??x?y2????p??0?y???v?vy???0?x?y??其边界条件为：在y?0处，vx?vy?0 在y??处，vx?v(x)（三）边界层的厚度从平板表面沿外法线到流速为主流99%的距离，称为边界层的厚度，以?表示。
边界层的厚度?顺流逐渐加厚，因为边界的影响是随着边界的长度逐渐向流区内延伸的。
图8-1 平板边界层的厚度1、位移厚度或排挤厚度?1?1?2、动量损失厚度?2?vx1?(v?v)dy?(1?)dy x??00vv?2?1?v2???vx(v?vx)dy???vxv(1?x)dy vv（四）边界层的动量积分关系式??2???p?vdy?v?vdy?????wdx xx??00?x?x?x对于平板上的层流边界层，在整个边界层内每一点的压强都是相同的，即p?常数。
这样，边界层的动量积分关系式变为?wd?2d?vdy?vvdy?? x?x??00dxdx?二、本章难点（一）平板层流边界层的近似计算根据三个关系式：（1）平板层流边界层的动量积分关系式；（2）层流边界层内的速度分布关系式；（3）切向应力关系式。
1 一元流体动力学基础1.直径为150m m 的给水管道�输水量为h k N /7.980�试求断面平均流速。
解�由流量公式v A Q �� 注意���v A Q s k g h k N ����// A Q v��得�s m v /57.1� 2.断面为300m m ×400m m 的矩形风道,风量为2700m 3/h ,求平均流速.如风道出口处断面收缩为150m m ×400m m ,求该断面的平均流速 解�由流量公式v A Q � 得�AQv �由连续性方程知2211A v A v � 得�s m v /5.122� 3.水从水箱流经直径d 1=10c m ,d 2=5c m ,d 3=2.5c m 的管道流入大气中. 当出口流速10m / 时,求(1)容积流量及质量流量;(2)1d 及2d 管段的流速 解�(1)由s m A v Q /0049.0333�� 质量流量s k g Q /9.4�� (2)由连续性方程� 33223311,A v A v A v A v �� 得�s m v s m v /5.2,/625.021�� 4.设计输水量为h k g /294210的给水管道�流速限制在9.0∽s m /4.1之间。
试确定管道直径�根据所选直径求流速。
直径应是m m 50的倍数。
解�v A Q �� 将9.0�v ∽s m /4.1代入得343.0�d ∽m 275.0 ∵直径是m m 50的倍数�所以取m d 3.0� 代入v A Q �� 得m v 18.1� 5.圆形风道�流量是10000m 3/h ,�流速不超过20 m /s 。
试设计直径�根据所定直径求流速。
直径规定为50 m m 的倍数。
解�v A Q � 将s m v /20�代入得�m m d 5.420� 取m m d 450� 代入v A Q � 得�s m v /5.17� 6.在直径为d 圆形风道断面上�用下法选定五个点�以测局部风速。
第五章孔口管嘴管路流动1.图中穿孔板上各孔眼的大小形状相同， 问每个孔口的出流量是否相同? 解：由 Q =MAj2gH 0与深度无关，所以每个孔口的出流量相同2. 有一水箱水面保持恒定 (5m ，箱壁上开一孔口，孔口直径10。
(1) 如果箱壁厚度S =3,求通过孔口的流速和流量。
(2)如果箱壁厚度S =40,求通过孔口的流速和流量。
解：(1)视作薄壁小孔口，W =0.97 ,」0.62V =®j 2gh =9.6m/s得: Q = ^vA = 4.82% 10^m 3/ s(2)视作管嘴，——0.82V =W J2gh =8.12m/s 得：Q = ^vA =6.38咒 10需3/s3. 一隔板将水箱分为A B 两格，隔板上有直径为 d i =40的薄壁图，B 箱底部有孔口，如题5-3第1题图一直径为d 2=30的圆柱形管嘴，管嘴长 0.1m , A 箱水深H=3m 恒 定不变。
（1）分析出流恒定性条件（H 2不变的条件）。
（2）在恒定出流时，B 箱中水深H 2等于多少?（3）水箱流量Q 为何值?解：（1）当Q 2时出流恒定(2)因为 Q 2，片A l j2g(H i -H 2)= 42A2j2g(H 2 +0.1)(3)解得 Q 1 =3.58 X 10-3m 34. 证明容器壁上装一段短管（如图所示），经过短管出流时的流其中-冬薦5.某诱导器的静压箱上装有圆柱形管嘴，管径为 4,长度1=100,入=0.02，从管嘴入口到出口的局部阻力系数 工匚=0.5，求管嘴的流速系数和流量系数（见上题图）。
解： 由题得,1— =0.707J 片吃匚+1查表得 片=0.6，馬=0.82，解得:H 2 =1.85m量系数卩与流速系数为2 2证一H 0计叫 +仝 d 2g解: ( 1)属孔口自由出流Q = H A j 2gH 0 , H 0 = H1得： Q=0.037m 3/s得: Q=0.0216m 3/s(3) Q =H A 72^ , H ^H ^H ^-20009807得：Q= 0.0236m 3/S6.如上题，当管嘴外空气压强为当地大气压强时，要求管嘴出流流速为30。
流体力学第二版龙天渝课后答案【篇一：流体力学_龙天渝_建环专业课程教案】>（建筑环境与设备工程专业）第一章绪论1．本章的教学目标及基本要求本章为绪论，涉及到流体的定义、作用在流体上的力、流体的基本物理性质和流体的力学模型。
通过本章的教学，要求学生了解流体力学在本学科及相关工程技术领域内的地位和作用，掌握流体与固体的典型区别，连续介质模型、不可压缩流体和理想流体的定义，了解流体的主要物理性质；掌握流体的受力分析方法，能够正确应用牛顿内摩擦定律分析解决液膜条件下流体的运动及及其与固体间的相互作用问题。
2．本章各节教学内容（列出节名）及学时分配本章教学内容分2单元，每单元2学时? 单元1：流体力学在本学科中的地位和作用，流体的定义与特点，，作用在流体上的力;流体的惯性, 流体的粘性；习题1-1, 4? 单元2：流体的粘性，压缩性与膨胀性, 不可压缩流体和理想流体的概念，流体的连续介质模型；习题1-7，8，123．本章教学内容的重点和难点本章的重点是：本章的教学任务是让学生初步建立起流体及流体力学的基本概念，重点放在流体与固体的本质区别，描述流体的基本模型及流体的主要物理性质。
本章的难点是：熟练、正确进行受力分析；正确运用牛顿内摩擦定律分析求解液膜条件下流体的运动及及其与固体间的相互作用问题。
4. 本章教学内容的深化和拓宽：介绍不可压缩流体的概念及其工程应用意义，说明粘性的外部特性与内部特性的区别。
5．本章教学方式（手段）及教学过程中应注意的问题；本章涉及到较多的物理基本概念，注意时刻提醒学生从最基本的物理现象出发去理解和把握物理概念，在受力分析及应用过程中注意结合以往课程的内容和知识，帮助学生逐步建立将所学知识与工程实际应用相结合的思维习惯。
教学方式以课堂教学为主。
6．本章的主要参考书目：? clayton t.crowe, donald f. elger and john a. roberson. engineering fluid mechanics. 7th ed. new york: john wiley sons,2001? vennard j k and r l street. elementary fluid mechanics. 6th ed. new york: john wiley sons,19827．本章的思考题和习题：习题1-1,4,7,8,12单元 11．教学内容：流体力学在本专业中的作用, 流体的定义，惯性、压缩性与膨胀性? 了解流体力学在学科中的地位和作用；? 明确流体的定义；? 了解流体的特点及流体的连续介质模型；? 了解流体惯性的度量方法；? 了解流体的压缩性与膨胀性的定义及数量级；? 明确不可压缩流体的概念。
第八章课后习题解答一、选择题8-1如图8-1所示，一定量的理想气体，由平衡态A 变到平衡态B ，且它们的压强相等，即=A B p p 。
则在状态A 和状态B 之间，气体无论经过的是什么过程，气体必然[ ](A) 对外作正功 (B) 内能增加 (C) 从外界吸热 (D) 向外界放热分析：由p V -图可知，A A B B p V p V =，即知A B T T <，则对一定量理想气体必有B A E E >，即气体由状态A 变化到状态B ，内能必增加。
而作功、热传递均是过程量，与具体的热力学过程相关，所以（A ）、（C ）、（D ）不是必然结果，只有（B ）正确。
8-2 两个相同的刚性容器，一个盛有氢气，一个盛有氦气（均视为刚性分子理想气体）。
开始时它们的压强和温度都相同。
现将3 J 热量传给氦气，使之升高到一定的温度。
若使氢气也升高同样的温度，则应向氢气传递热量为[ ](A) 6 J (B) 3 J (C) 5 J (D) 10 J分析：由热力学第一定律Q E W =∆+知在等体过程中Q E =∆。
故可知欲使氢气和氦气升高相同的温度，由理想气体的内能公式2m i E R T M '∆=∆，知需传递的热量之比22222:():():5:3HHe H He H He H He H Hem m Q Q i i i i M M ''===。
故正确的是（C ）。
8-3 一定量理想气体分别经过等压、等温和绝热过程从体积1V 膨胀到体积2V ，如图8-3所示，则下述正确的是[ ]习题8-1图(A) A C →吸热最多，内能增加(B) A D →内能增加，作功最少(C) A B →吸热最多，内能不变(D) A C →对外作功，内能不变分析：根据p V -图可知图中A B →为等压过程，A C →为等温过程，A D →为绝热过程。
又由理想气体的物态方程pV vRT =可知，p V -图上的pV 积越大，则该点温度越高，因此图中D A B C T T T T <==，又因对于一定量的气体而言其内能公式2i E vRT =，由此知0AB E ∆>，0AC E ∆=，0AD E ∆<。
流体力学题2.3图题2.4图题2.5图H=1m的容器中，上半装油下半装水，油上部真空表读数p1=4500Pa2=4500Pa，试求油的密度ρ。
=p题2.6图1）分别取左边测压计中交界面为等压面得，（a ）（c ）题2.9图题2.10图解：将坐标原点放在水面与直板延长线的交点，水平向右为O-x 轴，竖直向下为轴，建立直角坐标系O-xy ，在y 方向上处取宽度为dh 的矩形，作用力dF603)12sin 60602sin 60sin 603sin 60()60sin 60h bh ++=+)2()602sin 60sin 603sin 602tan 60h bh C h h CG γ+=++31sin120⨯⨯图2.12图轴取在闸门上，竖直向下，原点为水面与闸门延长线的交汇点 液面下深度h=y 处微面积dA 为（a ）（b ）60方向段：48603γ=80方向段：sin80sin80=33cos30cos103030sin1014.21F F γγ-=+=25.35=45 3.5922.54题4.6图45时，x流体从长的狭缝流出，00题4.7图题4.8图解：建立直角坐标系O-xy，Ox轴沿光滑平板斜向上，Oy轴垂直于平板斜向左上题4.9图题4.12图，Ox轴水平向右，Oy轴竖直向上，并取进口与出口之间的部分对于射流冲击问题，忽略阻力损失和重力影响意味着射流和折转流各断面处流速相等，即题5.10图解：设环形缝隙进出口地压力分别为主管径为圆管，由圆管流量公式得主管径流量：（1）由同心环形缝隙流流量公式得缝隙流量：题6.6图 题6.7图解：U 形水银压差计两口之间伯努利方程为：222112222p u u p u gξγ+=++题6.8图题6.9图解：管中流速32260101.91m/s/40.2/4Qudππ-⨯===，局部水头损失分别为：249090) 2.047sin()]0.183m22ug+=244545) 2.047sin()]0.067m22ug+=题6.10图题6.12图6.12水池中引出一根具有三段不同直径的水管，如图所示，已知直径d=50mm D=200mm，l=100m，H=12m，局部阻力系数求管中通过的流量和流态（水的运动粘度ν＝解：管径突扩时222(1)(1)A Dξ=-=-题6.16图 题6.17解：流速c 2()pu gH φρ∆=+=20.05π题6.18图题6.19图解：高度为z处长方形断面面积222 ()2()22D DA z Lx z L RD z==--=-题7.1图 题7.2图7.2 铸铁并联管路如图所示，已知d ＝d 2＝200mm ，l 1＝l 3＝500m ；d 2＝150mm 250m ，求A 、B 间的水头损失及各管的流量。
