流体力学课后习题答案,csu

1.1 解：

1.2 解：

mG4410kgm3900kgm3 VgV9.80.513du2umdy3h 当

y h141213du2umy0.25时，此处的流速梯度为dy3hhdu2umy0.50时，此处的流速梯度为dy3hh1.0583um hum hu 当1.3 解：

130.8399TA1.4 解：

du1A1.150.80.2N184N dy0.001δ油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：

Mωuudu(r)0 dy作用于内筒的扭矩：

MAr

(r)2r2h 4.90.0031020.220.40.20.00360Pas4.3219Pas

M22rrh1.5 解：

dV体积压缩系数：V

dpddVVdp4.751010m2N200ml(201061105)Pa1.8905ml

（负号表示体积减少） 手轮转数：ndV1.890512 22d10.2441.6 解：

1

110%1.035 2115% 1.7 解：

测压管内液面超高：hH2O21.035，即2比1增加了3.5％。 129.82.98mm d10.51.05mm

d2.98m5.34402m 10001.05)m5.34805m 1000hHg 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：

5.347m 若箱内盛水银，水箱液面高程为：

5.347m(1.8 解：

当液体静止时，它所受到的单位质量力：

ffx,fy,fz0,0,g。

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

fz其单位质量力为ffx,fy,fz0,0,0

1.9 解：

GFmgmg0 mmzA0F离心m2rm2x2y2

水平方向（法向）的单位质量力为：

f水平F离心mrxy

2222xyyFxm2x2y2xx2y2m2x

xrAyxm2xfx2x

m同理可求：fyy

2fz－mg－g－9.8m/s2 m 则A点处单位质量力为：f 与水平方向夹角为：arcsin1.10 解：

g24x2y22

ggarcsinfg24x2y22dV体积膨胀系数：VV

dt33 dVVVdt0.000511080m0.408m

解法二：

散热器dVVdt VVdVT积分： Vdt

V0VT0lnVVTT00.00051800.0408 V0锅炉VV0eVTT010e0.0408101.041610.4164m3

所以，膨胀水箱的最小容积为：V0.4164m

1.11

2答：运动粘度——LT

3 切应力——MLT 体积模量——LT2

M

22 表面张力系数——MT 动量p——MLT

22 功E——MLT



1.12 答：

①

② ③

pEu（欧拉数） 2v32A Qlv2We（韦伯数） ④ 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：

qKgH

其量纲公式：

L2T1ML3根据量纲一致性原则：

M：0

L：32

LTLML23T2

T：21

0 解得： 12

32 令mK2（即堰流流量系数），得堰流单宽流量计算公式：

320 qm2gH 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：

fN,,g,Q,H0

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：

NKQH

写出量纲式：

NQH

abcabc 以基本量纲（M、L、T）表示各物理量量纲： ML2T3ML2T2LTL

a31bc 根据量纲和谐原理求量纲指数： M：1a

L：22a3bc T：32ab 得：a1，b1，c1

整理方程：令K为试验确定的系数： NKQHKgQH 1.15 解：

列出有关物理量的关系式：

fv,p,d1,d2,,0

取v，d2，为基本量

1d1p，， 23b2b1c1b3va2d2c2va1d2va3d2c3abc 1：pv1d211 ML1T2LT1L1ML3abc1

M：1c1

L：1a1b13c1 T：2a1

得：a12,b10,c11， 1p v2 同理可得：2ad1 d2bcv3d233 3： 解得：a31，b31，c30，3vd2

1, 即：fv2d,vd0 22pdd2vd2p,f12vd1d2v2Re, d1v



d2pRe,d1