1、 2-1 2.94fwd 2-2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 230 .1 3 5 1 .9 7 6 2 .9 2 7 0 .0 0 3 1 .4 2 9 0 .0 5 2 1 .2 5 1 0 .7 6 0 .8 0 4 0 .0 51 .3 4 1 /CO CO S O S O O O N N H O H Ok g m 2-3 30 2 7 3 2 7 3 0 . 8 1 0 9 /1 0 1 3 2 5 2 7 3 1 0 1 3 2 5 2 7 3 1 7 01 0 0 8 5 8 1 4 3 21 . 3 4 1p k g mt 22 3 2 50273 ( ) 1 0273
2、 1 . 5 7C O C O ST P a sTS 22 3 2 50273 ( ) 1 0273 1 . 8 5 4S O S O ST P a sTS 22 3 2 50273 ( ) 1 0273 2 . 7 8 1OO ST P a sTS 22 3 2 50273 ( ) 1 0273 2 . 3 6 5NN ST P a sTS 22 3 2 50273 ( ) 1 0273 1 . 6 2H O H O ST P a sTS 1 2 1 2 1 2 1 2 1 22 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 21 2 1 2 1 2 1 2 1 22 2 2 2 2
3、2 2 2 2 252 .2 3 1 0C O C O C O S O S O S O O O O N N N H O H O H OC O C O S O S O O O N N H O H OM M M M MM M M M MP a s 521 0 /2 .7 5 ms 2-4 850000 2 .5 1 00 .0 0 0 2d p d p Pad V V d 2-5(1) 523 .9 2 3 1 0( / )d p d p d p P P aRTd V V d R T p V dppV (2)等熵过程有 pv C 1511 5 .4 9 2 1 01( / ) /d p d p d
4、 p Pad V V d C p V p d p V p 2-6 mV3153/p VmV V p V 2-13 轴承和轴之间间隙很小，可近似认为速度在此处呈直线分布，由牛顿内摩擦定律，有 ( ) 225 0 .760d u rF A d ld y D dnP k WP F v F r 2-14 本题中飞轮受到惯性力和轴承中摩擦力的作用，对飞轮列出定轴转动微分方程，有 dJMdt （ J 为飞轮矩， M 为摩擦力矩， G 为飞轮重力， r 为轴半径） 2604nG D d duArg dt dyrdl r 代入相应数值后得 0.2328Pa s 5-2 （ 1） 3 0 . 1 520llh
5、h h mhkk （ 2） 这是重力作用下的不可压流动了，此时满足 Fr 数相等。有 1212 1v vll kkk k 2 5 2352 3 3 9 .9 /vvq v l lvvvlqkkqqq m skkk （ 3）此 时欧拉数相等，且模型和原型中用的是同种流体，有 1k 则 22 1p ep v lvepkkkpk k 39200ee lpp Pak 5-5 不计粘性影响， 此时满足 Fr 数相等。有 12121213 .4 1 5 /vvlllvkkvvv m skk k 模型和原型中用的是同种流体，有 1k 所以 2 2 3vF l lFkk Fkk 3 70400lFFNk 7
6、0 4 0 0 3 . 4 1 5 2 4 0 . 4P F v k W 5-7 这是粘性流动，此时有 Re 数相等 1vl vlk vkkkvk k 因为 k =1，所以 1lvvHk k 31 0 8 1 01 . 5 13 6 0 0 4 5l vH H k H mv 22 11500vFlFkk FF F Nkk 5-10 (1)这是粘性流动，此时有 Re 数相等 1vl vlk vkkkvk k 查表插值得 621 0 , 1 m / s1 4 . 2 1 0C 个 标 准 大 气 压 下 ， 622 5 , 1 m / s1 5 . 5 1 0C 个 标 准 大 气 压 下 ， 1
7、 8 0 1 0 0 0 1 5 .5 1 6 4 /3 6 0 0 1 4 .2 1 3lv v k k m s 风速很大，使风洞的初投资和运行成本大大提高 （ 2） 此时同样有 Re 数相等 1vl vlk vkkkvk k 6 30 2 7 3 2 7 33 0 , 1 1 . 4 7 /1 0 1 3 2 5 2 7 3 1 0 1 3 2 5 2 7 3 3 0101 . 2 9pC k g mt 此时 62m / s1 .6 1 0 1 8 0 1 0 0 0 1 .6 1 6 .5 /3 6 0 0 1 4 .2 1 3lv v k k m s 5-13 由题意和 定理，有 (
8、, , , , , , ) 0F v d H g 取 H,g， 为基本量纲，则有 0 1 00 1 2 2 01 3 0 ，所以所取基本量纲合理 1 1 11 1 111 3 2111 1 1 1111 12,( ) ( )003 1 1 22 1 1 2()a b ca b cvHgM L L L Taaa b c bccvgH 由 量 纲 一 致 性 有LT2 2 22 2 22322 2 2 222222,( ) ( )3 1 0012 0 0a b ca b cdHgM L L L Ta b c aabccdH 由 量 纲 一 致 性 有L3 3 33 3 331 1 3 2333 3
9、 3 3333 1 2 3 2,( ) ( )113 1 3 22 1 1 2a b ca b cHgM L L LTaaa b c bccgH 由 量 纲 一 致 性 有M L T4 4 44 4 442 3 2444 4 4 4444 2,( ) ( )113 0 22 2 1a b ca b cHgM L L LTaaa b c bccgH 由 量 纲 一 致 性 有MT所以1 / 2 3 / 2 1 / 2 2( , , ) ( , R e , )() v d df f W eg H H H g H g H整理得 ( , R e , ) 2dv f W e gHH 5-14 由题意和
10、定理，有 ( , , , , ) 0DF F d v 取 d,v， 为基本量纲，则有 1 1 30 1 0 1 00 0 1 ，所以所取基本量纲合理 1 1 11 1 112 1 31 1 1 1111 22,( ) ( )3 1 21221Da b ca b cDFdvL LT M Lc a b acbbcFdv 由 量 纲 一 致 性 有MLT2 2 22 2 221 1 1 32 2 2 222222,( ) ( )3 1 11111a b ca b cdvT L LT M La b c acbbcdv 由 量 纲 一 致 性 有ML22 ()DF fd v dv整理得 22 ()42D
11、 dvFfdv 第六章复习题 1. 圆管流动中，层流的断面流速分布符合（ ），紊流的断面流速分布符合（ ） a. 均匀规律 b.直线变化规律 c. 抛物线规律 d. 对数曲线规律 2.理想流体在流动过程中，流层之间的切应力为（ ） a. 0 b.粘性切应力 c. 湍流附加切应力 d. 粘性与湍流附加切应力的和 3.实际流体在湍流状态，其流层间的切应力为（ ） a. 0 b.粘性切应力 c. 湍流附加切应力 d. 粘性与湍流附加切应力的和 4.湍流附加切应力是由于（ ）而产生的 a.分子内聚力 b.分子间的动量交换 c.重力 d. 湍流元脉动速度引起的动量交换 两根直径相同的圆管，以同样的速度输
12、送水和空气，不会出现（ ） a. 水管内为层流，气管内为湍流 b. 水管气管内都为层流 c. 水管内为湍流，气管内为层流 d. 水管气管内都为湍流 圆管湍流过渡区的沿程损失系数（ ）；它在湍流粗糙 区的沿程损失系数（ ） a.与雷诺数有关 .与管壁相对粗糙度有关 c. 与雷诺数和管壁相对粗糙度有关 与雷诺数和管长有关 工业管道的沿程损失系数在湍流过渡区随雷诺数的增加而（ ） . 增加 b. 减小 c. 不变 . 前三种情况都有可能 6-1、层流管流中，流速分布式为2 2 200m a x20m a x( ) ( ),441 ( )28xxxxr r rd p g h d p g hvvd l
13、d lr d p g hvvdl 依题意，有 ,xxvv 即 2 2 200m a x( ) ( ),48 xr r rd p gh d p ghvdl dl 求解得02r 2 r6-2、由已知得， 22s9000 0.088 /3600 900 0.78 0.24R e 162 2000 ,R e 496 2000 ,mwqv m sddd 冬 季 管 内 为 层 流夏 季 管 内 为 层 流6-7、 R e 1 0 0 0 2 0 0 0 ,d 管 内 为 层 流 2 5 . 2 2 / m2f lvh dg 流 体 柱6-13、 15时空气的 由插值法 1 5 2 0 1 51 3 .2
14、 1 5 0 得， 621 4 .5 5 1 0 /ms 0.0008d ，试取 =0.02，此时 52.4 10Re 2 ( 1 ) 2 1 9 . 5 /2 ffgd mslhlvhvgd ，此时 61.7 10Re 由莫迪图查得 =0.018，代入（ 1）得 v=20.5m/s, 此时 61.76 10Re 由莫迪图查得 =0.018, 取值合理， 232 5 .1 /4Vq d m sv 6-17 设管道内流体的流速为 v，右侧容器的自由液面为基准面，对两容器自由液面列伯努利方程，有 2222(1 0 0 3324l v vHd g gvvgg 入 出（ 1)）代 入 数 据 ， 得试
15、取 =0.025，此 时 42 10Re ，代入（ 1）式得， v=3.83m/s， 进行 Re 数计算得 Re= 41.3 10 ，查得 =0.028，代入（ 1）得 v=3.69m/s，Re= 41.28 10 ，查得 =0.028，取值合理， 所以 230 .2 6 /4Vq d m sv 6-26 取两容器自由液面为两缓变流截面 1 和 2，以右侧容器的自由液面为基准面，由题意知 1 216 .4 /4v msqv d 2 222 .8 /4v msqv d 对两容器自由液面列伯努利方程， 222 2 21 1 2 2 11212(2 2 2 2vl v l v vH d g d g
16、g g 入 门 出扩 + ） 新低碳钢管绝对粗糙度为 0.046mm，则 61 0 . 0 0 0 2 3 R e 1 . 2 7 1 0d ， 查莫迪图得 1 =0.015 同理可得 2 0.0145 221 1) =1 .563AA 扩 （ 代入数据得 H=9.4m列伯努利方程 6-27 铸铁管的绝对粗糙度为 0.45mm，右侧容器的自由液面为基准面，对两容器自由液面列伯努利方程 221 1 2 21212=l v l vH d g d g试取 1=0.015，此时 V1=1.5m/s， 61.8 10Re ， 11 0.0004d 查莫迪图得 1 =0.016，此时 V1=1.45m/s
17、， 61.7 10Re ， 查莫迪图得 1 =0.016 合理，所以 V1=1.45m/s 试取 2=0.02，此时 V2=1.33m/s， 61.3 10Re ， 22 0.00045d 查莫迪图得 1 =0.017，此时 V2=1.44m/s， 61.4 10Re ， 查莫迪图得 1 =0.017 合理，所以 V2=1.44m/s Qv= Qv1+ Qv2=2.77m3/s 第 8章 复习题 1. 连续性方程 v0ddt 只适用于（ ） a. 不可压流体 b.不定常流动 c. 任何流体 d. 定常流动 2.河水在重力作用下沿斜坡向下流动，水深为 h，液面上是大气，要求解其速度分布时液面上的
18、运动学边界条件可取为（ ） a. u=常数 b. p=常数 c. 0uy 3.请指出下列说法中正确的说法：动量方程中 F 是指 a. 流体对固壁的作用力合力 b. 固壁对流体的作用力合力 c. 作用在控制体上的作用力合力 4.将伯努利方程从沿流线成立推广到全流场成立的附加条件是（ ） a. 将不可压流体推广到正压流体 b. 将重力推广到有势的体积力 c. 涡量处处为 0 5.在满足质量力有势，正压和无粘性条件下的单连通区域（区域内无固体边界存在）上，按汤姆孙定理和斯托克斯定理，以下说法正确的有（ ） （ 1）若曲线上环量不等于零，曲线内必有涡旋存在 （ 2）若曲线上环量等于零，曲线内必无旋 （
19、 3）若曲线上环量等于零，曲线内可能无旋也可能有旋。 6.平面涡流的流动结构可分为（ ）区和（ ）区，这两个区的总压降（ ） 7.速度势函数存在的条件是（ ） A不可压流体 B. 无粘流体 C. 无旋流动 D. 平面流动 8.流函数存在的条件是（ ） （ 1）不可压缩流体（ 2）无粘流体（ 3）无旋流动（ 4）平面流动 A（ 1） （ 2） B. （ 1） （ 3） C. （ 1） （ 4） D. （ 2） （ 4） 9.作为平面势流的一个基本解，由直线涡诱导的点涡流场是指（ ） A 包含直线涡在内 的全流场 B 以直线涡为中心的某一圆内流场 C 不包含直线涡的全部流场 8-3（ 1）把 ,0xyv k v代入不可压平面流动连续性方程有 00yx kx y xvv 所以满足连续性条件 此时只可能存在绕 z 轴的旋转角速度，计算得 11( ) ( )22 00z y x kx y yv v 所以是无旋流动 （ 2）把2 2 2 2,xykx kyx y x yvv代入不可压平面流动连续性方程有 2 2 2 22 2 2 2 2 2( ) ( )( ) ( ) 0yx k y x k x yx y x y x yvv ，满足连续性条件
