华中科技大学流体力学习题参考答案（1）

（科技文献出版社2001年版）部分习题参考答案

第一章 习题答案

1-1 水的运动粘性系数1.006106m2/s；空气的动力粘性系数1.81105Pas。 1-2 活塞移动速度V0.49m/s。 1-3 动力粘性系数0.151Pas。 1-4 11.5N/m2。 1-5 阻力矩M39.6Nm。

第二章 习题答案

22-1（a）图中pA68.6KN/m2；绝对压强p。 169.93KN/mA （b）图中pC19.6KN/m2,pB0,pA29.4KN/m2；

22120.93KN/m2,p绝对压强pC。 101.33KN/m,p71.93KN/mBA2-2 p04900N/m2；液面真空值p0V4900N/m2。 2-3（1）p.54KN/m2；pA17.47KN/m2。 A115 （2）压力表读数pM9.63KN/m2,h1.213m。

2-4 A点表压强pA9.8KN/m2；液面空气真空度pV19.6KN/m2。 2-5 H0.40m。 2-6 h4128cm。

H2O。 2-7 hV17.84mm2-8 ①pApB185.22KN/m；②pApB175.42KN/m。

2-9 ⑴1为油时：pApB1.86KN/m；⑵1为空气时：pApB0.784KN/m。 2-10 1

2222aappgH。 ；ABbb1

2-11 p1118.84104N/m2。 2-12 p378.84KN/m22-13 H至少应为213mm。 2-14 ⑴a(取：pa101.3KN/m2)。

g3；⑵ag。 322-15 ⑴n1178.3r/min；⑵n2199.3r/min,2-16 作用在顶盖螺栓上的拉力 T=119.5N。

h2250mm。

2-17 铰链应距闸门底部 x=0.8m。

2-18（此题宜用图解法）P=45.24KN，作用点距B 1.116m。

2-19 总压力P=9.114KN，P的作用点D在闸门形心C点下方9.7mm处。 2-20 F23.92KN。

2-21 总压力P1094.91KN，P与垂直方向的夹角θ=32.48°。 2-22 总压力P45.54KN，P与水平成14.46°的夹角。 2-25 h0.88m。

第三章 习题答案

3-1 ax12；ay9；az64。

3-2 加速度ax2；ay16；az4。流线方程为：3-3 线变形速度xx2xy1,旋转角速度zxy42xz50。

yy4xy51；角变形速度xyyx3； 21。 23-4 ⑴满足连续性方程；⑵13313xxy2x2yx2y3y2C； 3232131322⑶xxyxy3xyyC （可令C=0）。

333-5 ⑴、⑵均满足不可压缩流体的连续性方程。

3-6 ⑴连续、无旋；⑵流动不连续；⑶连续、无旋；⑷流动不连续。 3-7 2xyyC （可令C=0）。 3-8 uxx3，uyy2；3-9 xyyx121x3xy22y。 2211112x；x2yx2y3y2；xy2xyx3。

2323223-10 ⑴满足不可压缩流体的连续性方程；⑵流线方程为yxC；

⑶xyyx2；xx0,yy0；z0。

2

3-11 ⑴z1,2x,12y15；⑵xyyx,22xzzx,52yzzy5； 2 ⑶xx0,yy0,zz0。

33-12 V10.556m/s,V21.25m/s； mQ9.82kg/s；GQ96.24N/s。Q0.00982m/s；3-13 V211.67m/s；V317.51m/s。

3-14 V11.33m/s,Q10.12m3/s；V21m/s,Q20.09m3/s；V30.67m/s,Q30.06m3/s；

V40.33m/s,Q40.03m3/s。

3-15 V22.5m/s,3-16 b25.24m。 3-17 VA6.26m/s,3-18 V14m/s,3-19 V6.26m/s,3-20 h15.8mm。 3-21 V9.9m/s,3-22 V26.83m/s,3-23 A点：zA6m,V340m/s。

VB5.64m/s。 Q0.25m3/s。

。 Q0.098m3/s。

Q19.4L/s,pA58.8KN/m2。

h248.5mm。 pA7.84m,AVA22gpB0.173m,HA14m；

B点：zB0,0,BVB22g14m,HB14m。

3-24 Q0.393m3/s。 3-25 V12.985m/s,3-26 V12.8m/s,V211.94m/s,V211.2m/s。

Q23.4L/s

3-27 Q3.187d12h12L/s。 3-28 V310.44m/s,pB40.08KN/m2。

3-34 F74.6KN，方向水平向右。 3-35 F3KN，方向垂直向上。

3

3-36 Fx11.57KN(水平向右),3-37 Fx24.83KN(水平向右),3-38 Fx7.42KN(水平向右),Fy8.99KN,Fy31.73KN,合力F14.65KN。 合力F40.29KN。

。 FZ6.04KN（垂直向上）3-39 F0.362KN，方向与水流方向一致。 3-40 F3KN，方向垂直指向挡壁。 3-41 F238.1KN，方向与水流方向一致。 3-42 F456.5N，射流偏转角30。

qq242V2a2q1yy013-44 tan,tanV0y，驻点为：2xaxa2V0qq242V2a20,2V00。 uy0.99m/s；

uy0。

0和3-45 点（1，4）的流速：ux3.85m/s, 坐标原点（0，0）的流速：ux7.96m/s,3-46 速度分量：uxqx4x42y42y,uyqy4x42y42x；流动有涡。

通过点（2，3）的流速：ux5.58m/s,uy2.43m/s。

3-47 M848.23，通过点（0，3）处的流函数值：45。 3-48 

qytan1,2xqrlnH2。 2R第四章 习题答案

4-1 水Qm0.075L/s；气体时Qm1.275L/s。 4-2 VP2.5m/s，3.4。 4-3 FP41.4N。

4-4 迎风面p174.67N/m；背风面p235.56N/m。 4-5 Qm0.079m/s;4-6 QP536.7m/s;3322FP340KN。

FP2400KN。

4

4-7 EML2T2,4-8 ⑴KMLT,NMLT。

123pF；⑵；⑶。 2222VLVLV4-10 TkAdudy2u0k由实验确定的无量纲系数。

4-11 DCDA2CD(Re) 绕流阻力系数，由实验确定。

第五章 习题答案

5-1 Re1/Re22 小断面的雷诺数较大。

5-2 Re7.52104 紊流；流态转变时的流速 V0.03m/s。 5-3 紊流；要求为层流，则 Q0.182L/s。 5-4 Q0.011L/s。 5-5 03.92N/m,5-6 umax0.566m/s,21.96N/m2,hf0.82m。

52hf0.8m。

5-7 ⑴层流；⑵7.910m/s；⑶h 的大小不变，但变为左低右高。 5-8 5.4010m/s。 5-9 d19.4mm。 5-11 u-52V2y。 2b25-12 ⑴016.86N/m,r0.5r8.43N/m2,0r0处,0；

2⑵粘性切应力10.0049N/m，惯性切应力28.425N/m；

2m, ⑶l0.021k0.28若按lky1y,则k0.39, r0k0.4若按lky1y,则k0.56。 r0若采用0，则l0.03m,5-13 l0.134mm；流速增大到2.0m/s时，l0.100mm；管径增大时，l将不变。

5

5-14 0.2mm。 5-15 hf1.74m,03.20N/m2,V0.057m/s,l0.2mm。

5-16 0.033,hf2.8m。

5-17 λ与温度无关，hf10.2m,p99.96KN/m2。

5-18 hf7.66m。 5-19 l2892m。 5-21 Q83L/s。 5-22 0.03。 5-23 Q3.14L/s,H1.35m。

5-24 V12V1V2 此时的水头损失为一次扩大时的一半。 5-25 阀0.763。 5-26 Q2.15L/s。 5-27 Q2.4L/s。 5-28 d105mm。 5-29 ⑴V8.08m/s,Q0.143m3/s；⑵V19.8m/s,5-30 hp77mm，水银面为左低右高。

第六章 习题答案

6-1 ⑴Q01.22L/s；⑵Qn1.61L/s；⑶hv1.5mH2O。6-4 t6.56min。

6-5 ⑴d0.5m；1.5~2.0m。 6-6 T11.5min。

6-7 ⑴T6.43min；⑵p11.76KPa。 6-8 hf24.07m。 6-9 hf19.94m。 6-10 V1.33m/s,hf26m。

6

Q0.087m3/s。

6-11 ①Q0.0708m3/s；②压强最低点在C点附近 hv2.89mH2O。 6-12 V1.81m/s,Q0.128m3/s。

6-13 Hs5.54m，H33.12m。 6-14 H23.8m。

6-15 hfAB21.4m。流量分配：Q19.88L/s,Q231.96L/s,Q358.16L/s。

6-16 Q/Q1.265。 6-17 Ht25.1m。 6-18 HT18.93m。

6-19管中流量分配：QAB45L/s,QBC29.12L/s,水塔高度Ht39.1m。

6-20 ①p2320KPa；②p3480KPa。 6-21 Qmax70L/s。 6-22 Q3.281m3/s。

第七章 习题答案

第八章 习题答案

8-1 Q4.7m3/s。 8-2 h01.25m。 8-3 h01.12m。 8-4 b2.55m。 8-5 h5.28m,b3.22m。 8-6 h01.54m,V2.41m/s。

8-7 i0.00021。 8-8 n0.017。

7

QCD4.12L/s,QBD15.88L/s；

8-9 V5.77m/s,8-10 h02.90m,8-11 h00.48m。

Q5.60m3/s。 b5.22m。

8-12 h02.3m, 此时 V1.21m/s1m/s 渠道需要加固以免冲刷。 8-13 h01.18m，渠中不会淤积。 8-14 Q564.0m3/s。 8-15 Q2379.7m3/s。

第九章 习题答案

9-1 hk0.972m,9-2 hk0.78m。

9-4 发生远驱式水面水跃连接。

9-5 发生远驱式水跃连接（水跃发生在第二段缓坡渠道中）。

9-6 发生远驱式水跃。水面曲线连接为：上游明渠均匀流（缓流）→bⅠ型降水→跌水→bⅡ型降水→明渠均匀流（急流）→CⅠ型壅水→水跃→下游明渠均匀流（缓流）。

emin1.46m 水流为缓流。

第十章 习题答案

10-1 通过的流量分别为：0.26m3/s,10-2 Q0.087m3/s。 10-3 b1.77m。 10-4 H0.313m。 10-5 Q0.27m3/s。 10-6 Q25.2L/s。

10-7 完全堰时，水头变化幅度2.08倍；90°三角堰时，水头变化幅度1.56倍。 10-8 H1.25m。 10-9 Q8.98m/s。 10-10 Q8.12m/s。

10-11 b17.16m；下游水深最大为4.09m。

8

330.26m3/s,0.24m3/s。

10-12 ⑴Q17.55m3/s；⑵Q14.0m3/s； 10-13 q0.131m2/s。 10-15 B5m。 10-16 VC4.72m/s,10-17 b9.0m。

10-18 ⑴hC0.68m；⑵h15m时，发生淹没式水跃；h23m时，发生远驱式水跃；h31m时，将不发生水跃。 10-19 hC0.20m。 10-20 d1.13m;HH02.58m。

L14.48m。

第十一章 习题答案

11-1 K0.6810（m/s）。 11-2 Q1.65L/s。

11-3 单宽渗流量 q0.943106m2/s。 11-4 K0.0398m/s。 11-5 Q0.744L/s,11-6 Q3.36L/s。 11-7 s0.81m。

3z7.65m。

9