第一章习题参考答案（仅限参考）1.d2.c3.a（题目改成单位质量力的国际单位）4.b5.b6.a9. c （不能承受拉力）10.a 11.d 12.b（d为表现形式）13•解：由体积压缩系数的定义，可得:14•解：由牛顿内摩擦定律可知,A f dl■ dVx . vF = J A x - Ldl — : 8.57N7.c 8.a1 dVV dp1 995 — 1000 1031000 10“__106__-5 10^1/Pa式中由此得dydy &第二章参考习题答案（仅限参考）1.a 2.c 3.b 4.c5•解:P厂P a ‘油g0 、水gh?二'汞gh P a兀h =—F p 7油gh< ?水gh,2r d=0.4mPg（测压计中汞柱上方为标准大气压，若为真空结果为1.16m )6•解：(测压管中上方都为标准大气压)(1)P l = P a '油g h3 - ?水g ®-h i P a3p =833kg/m3(2)P 厂P a '油g % 一0 二 ^水g h, - h l P a h3=1.8m.D2 2S 0.1256m2V水=S0 =0.1256 0.5 = 0.0628m3V由=S h^h^ 7-0.1256 1.^0.16328m37 •解：设水的液面下降速度为为dzV, V =-一dt3T单位时间内由液面下降引起的质量减少量为：V「一4则有等式：v^2"，代入各式得:4豈汙巾274」5整理得:-P 二d21 tz°5dz=0.274 dt =0.274t2 08•解：P i 二 P o YghP 2 二 P o 7gh卩二 P i _P2 二 0 -「s gh =248.7Pa解得：t 1 0.274 二d 242（1—忑）=1518s第三章习题参考答案(仅限参考)1.b2.c3.c4.c5•答：拉格朗日法即流体质点法必须首先找出函数关系 x(a,b,c,t), y(a,b,c,t), z(a,b,c,t), p (a,b,c,t)等。

实际上就是要跟踪每一个流体质点，可见这个方法在方 程的建立和数学处理上将是十分困难的。

因而除研究波浪运动等个别情况外很少 采用。

实际上，在大多数的工程实际问题中，通常并不需要知道每个流体质点至始 至终的运动过程，而只需要知道流体质点在通过空间任意固定点时运动要素随时 间变化状况，以及某一时刻流场中各空间固定点上流体质点的运动要素， 然后就 可以用数学方法对整个流场进行求解计算。

6•答：流体在运动过程中，若每一空间点的物理量(运动参数)不随时间改变， 则称为恒定流动(又称定常流动)，否则称为非恒定流动(又称非定常流动) 流体质点的运动轨迹称为迹线。

流线是速度场的矢量线，是某瞬时在流场中所作 的一条空间曲线。

7.解：(1) R e = V md 」2002 1052300，湍流v 1^108 .答：v=Q/A ，断面平均流速是一种假想的流速，即过断面上每一点的平均流 速都相同。

断面平均流速的概念十分重要，它将使我们的研究和计算大为简化。

9.答：不正确。

均匀流是相对于空间分布而言，恒定流是相对于时间而言。

均匀 流的不同时刻的速度可以不同，也可以相同。

恒定流的不同空间点上的速度可以 不同，也可以相同。

当流量不变时，通过一变直径管道，显然是恒定流，但不是 均匀流。

10. 解：根据欧拉法中速度的定义: Vx(x,y,z,t )= —ct V y x,y,z,ty得: ctVz(x,y,z,t 尸乎R e 二V m d 0.2 150 10’ 28 10*= 107.1 ：： 2300，层流. dx 如飞k1^dydtk 2』 • dt右边第一个式子，两边对t 求导，联合第二个式子可得：d 2x牙k i 2x = 0,解这个常微分方程得：dt 2x cos(k |t) c 2 sin(k |t)将 x 带入原方程得：y =C |Sin(k j t) -q cos(k (t)， k 2t c 3再根据初始条件，得：G =a, q = -b, c 3 = c 于是得到拉格朗日法表示为：x =acos(k j t) -bsin(k 1t) y 二 asin(k 1t) bcos(k 1t) z = k 2t c11. 解：根据随体导数定义:第四章习题参考答案（仅限参考）1.错、错、错2.a3.ca x■：Vx■：Vx.:tV x —vy■：Vx■:y V z■：Vxay.:t V x —.x vy-Vy'V y Vz —;z az.v z .:tV xVy■:yV z.:v z将速度代入随体导数中，得:22 3 2 2a x =0 x y 2xy ]亠[3y ][ x 0 = 2x y -3x y ay =0-3y -30 0 =9ya z =0 0 0 8z 3=8z 3代入点（1，2，3）得:ax=2a y -18、a z =2164 •解：根据平面不可压缩流体连续性的性质： （1） 2 Y z =o ；连续 x ；z（2）^Vz =1 0=1 ;不连续 x ；z（3） 乞•昱 =2x • 1 ;当x=0.5时连续，其他情况不连续cX cZ 5•解：同题4,av x----- =Ay cos （xy ）/x（1M :；当x=y 时，连续；其他情况不连续:VyAxcos （xy ）6. 解：应用伯努利方程:' 2R 丄+o 亠+o+o ;g 2g : g解得 v =J"|(p — p ) = 20.98m/s 1 233流量 Q 3.14d v =2.37 10 m /s47. 解：根据流体静力学知识得到以下关系式:Pl 「gh = P 2「水gh 2「g ：h根据左右两管水的体积相等，有：d 2D 2h d 2 ：h —44Ay；连续Ay/ 口 d 2得E 莎h ，代入可解得:h= ---------- 9^02 0伽2::水 g - “ 2 2 亍8•解：选取圆柱坐标系，假设流动是沿 z 轴方向进行，且为充分发展的层流流 动。

根据已知条件可知，流动是轴对称，B 方向可不考虑，仅z 方向有流动。

由 连续性方程、稳定流动，忽略质量力，则有：二-0 ；.:z ::二化简得:1 ? ?. 7 1 ;:P（r 「） =常数1-. 、 1-. 'I If-.r :丁 ：丁z进行第一次积分，并将边界条件r=0处，代入，算得积分常数 C1;再进行第 次积分，并将r=R 处，u z=0代入，算得出C2。

最后得到：z 二VdF （R 2-r 2）—RdF 【1-（R ）2] 4」dz 4」dz R式中r 为管截面上速度为u z 处到管中心的距离，R 为圆管半径。

显然其速度分 布呈抛物线形。

下面很容易推导出 u z 与u zmax 的关系为：r 2z = zmax[1 -（匸）2]R9.解：列1-2处的伯努力方程：（以2处为0基点），用相对压强计算：2 20 A gh 2 = 0 空 02 2由于水槽的直径比虹吸管的直径大很多，那么就可以近似设 W 等于0代入可得 V 2 二.2^2 =8.86m/sd 2 __ d 2流量 Q =v 2 宜 3.14h ；〕2gh 2 丄 3.14=6.26 10^m 3/s4 4同理列2-3处的伯努利方程（P 2为什么为0）:（以2处为0基点）2 2:z:t+vr汽zF_z2 z.仁z .丄匚.二 .:r 2 r ；r r 2 ：r 2jz 20 ；.:t（r 二） 丁直仏 g （h h 2）=0 V^0 P 22根据质量守恒：3处和2处的速度满足:吃d 22，得 v 3 = v =2.215m/s4 4 4代入得：负号表示C 处的压强低于一个大气压，处于真空状态。

正是由于这一真空，才 可将水箱中的水吸起。

用绝对压强表示：101325-22024.3=79300.7 Pa.S -Vi 2、\ 1+h 2)1 2g 丿5 -■g - -22024.3Pa第五章习题参考答案（仅限参考）1.a2.b3.d4.c5.d扎..L PVm6.解："d 264 64假设雷诺数小于2300,有乙矿不，代入上式得:64 L ‘V m 264 L v m V m d d 2 2d 22d 2心p 2江 0.152沃 0.965X06,则V m64 L 「 64 4 10^ 920 1000.山 Sv d 184 x 0 15 R 「4=E^69"2300，符合假设另一种简单计算方法： 假设雷诺数小于2300,有Re 二騒二1.84°?5二 690 ：： 2300，符合假设 v 4 汉107.解：V m =程 4 0.032 = 0.425 m s兀 d 3.14乂0.32 坐=0.06 Re：dV m3.14 0.1521.844 =0.03 m ： sr2、L PV m P 二dV mP R2 _ d 2p 8l L 321、0.1520.965 10632 4 10“ 920 10001.84m/sQ二Avm：dV m3.14 0.1521.844= 0.03 m 3s0.425 0.31.2 10,-1063 ：： 2300-hf =L v m2 30 0.4252 —=0.06 0.06m 0.3 2x9.81d 2g &解：V m 4Q_ 4 0.05 二d 2 一 3.140.252= 1.02 m s v m d 1.02 925 Re 二 1.007 10-6= 2.5 105 105 皿"0052 ； 0.25查莫迪图得 心 0.031h f I 2 LV^=0.031 d 2g 2 100 1.02 c “ 0.66m0.25 2 9.81 9•解: 4Q‘ 0.3292 60 2 = 1.4 msPg L 2 父102 -0.03 沃 -6.29 - 6 - 0.29d 1000 汉 1.4 0.05匚、L、 2 vm700、S U +扎一2.9沃3+0.02ii d 2g0.15 10.解：二h = 1.132X -----------------2 汇 9.81i 匚-r L I d 丿 2g _ 2 p =7v m 2 6.64m11•解：Re 二 V m dV 0.25 0.305 1.231.78 10°二 5269 105* / 0.037R e2 (2)d 2 21—v(2)乞g)33 210.305 0.037 1.23 0.25 8 1-0.390.39365.58 Pa0.001212.解：v 4Q 60 603.14 d225 m s解得d=1.3m25 1.3 =2.07 10610551.57 100.0005 =0.000385 ；杳莫迪图得店0.01551.32Vm h - - /.-d / 2g 二 2.5 11 0.0155120I 1.3丿252921.57 m2 9.81p= 'g h= 1.23 9.81 921.57 = 11120PaPip a- p 二1.569 1.01325-0.11 10^ 2.471 105Pa13 .解：v m4Q 260——=11.9 m,s23.14 0.72Re V m d 11.9 0.72 50.157 10^ 5.46 100.2(1) d 720 = 0.000278 ；查莫迪图得X= 0.01472 L vm d 2g228.6 11.9= 0.0147 4.21m0.72 2 汉9.81h f720■ 2L V md 2g= 0.00278 ；查莫迪图得入二0.026528.6 11.92二0.0365 7.60m0.72 2 981第六章习题参考答案（仅限参考）6 5x ReT, 5x 5^3j36 =才=i= 8.13汉10 mRe< 3.4 10x = 0.1m丄=50 3 =1.0 10715 10 =Cf L1.292 ^0.41 汩C f T 0.074 = 2.95 10,Re L0.2C f T _ C f L Re x cr 二7620（若查表，则A*=8700）F f J 2bl二20.074RqA*仏Re.」2bl 二9.86N2（查附录1,对应的p =1.205kg/m3)1 •解: Re*..x 17 3OU二—15"0出=3.4 1062•解: Re x %x = 30.17x—=15 10"6=2 1053•解:50 0.915 10"=3 106 Re x crbl 2 1.70 NF f 二2。