流体的运动-习题解答教学提纲.doc
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1、流体的运动 习题解答精品文档第三章 流体的运动习题解答1 应用连续性方程的条件是什么?答:不可压缩的流体作定常流动。2在推导伯努利方程的过程中,用过哪些条件?伯努利方程的物理意义是什么?答:在推导伯努利方程的过程中,用过条件是不可压缩、无内摩擦力的流体(即理想流体)作定常流动。方程的物理意义是理想流体作定常流动时,同一流管的不同截面处,单位体积流体的动能、势能与该处压强之和都是相等的。3两条木船朝同一方向并进时,会彼此靠拢甚至导致船体相撞。试解释产生这一现象的原因。答:因为当两条木船朝同一方向并进时,两船之间水的流速增加,根据伯努利方程可知,它们间的压强会减小,每一条船受到外侧水的压力大,因此
2、两船会彼此靠拢甚至导致船体相撞。4冷却器由19根202mm(即管的外直径为20mm,壁厚为2mm)的列管组成,冷却水由542mm的导管流入列管中,已知导管中水的流速为1.4m/s,求列管中水流的速度。解:已知1202mm,d1=2022=16mm,n1=19,2542mm,d2=5422=50mm,v2=1.4m/s,根据连续性方程知:S0v0= S1v1+S2v2 +Snvn,则 m/s5水管上端的截面积为4.0104m2,水的流速为5.0 m/s,水管下端比上端低10m,下端的截面积为8.0104m2。(a)求水在下端的流速;(b)如果水在上端的压强为1.5105Pa,求下端的压强。解:(
3、a)已知S1=4.0104m2,v1=5.0 m/s,h1=10m,S2=8.0104m2,=1.5105Pa ,根据连续性方程:S1v1=S2v2 知:( m/s)(b) 根据伯努利方程知:,h2=0,=1.0103 kg/m36水平的自来水管粗处的直径是细处的两倍。如果水在粗处的流速和压强分别是1.00 m/s和1.96105Pa,那么水在细处的流速和压强各是多少?解:(a)已知d1=2 d2,v1=1.00m/s,=1.96105Pa,根据连续性方程知:S1v1=S2v2(m/s)(b) 根据伯努利方程知(水平管):(Pa)7利用压缩空气,把水从一密封的筒内通过一根管以1.2 m/s的流
4、速压出。当管的出口处高于筒内液面0.60m时,问筒内空气的压强比大气压高多少?解:已知v1=1.2m/s,h1=0.60m,=,根据伯努利方程知: 由于S1 S2,桶是静止时,根据伯努利方程知: ,由于S1 S2,则v1=0,因此 (m/s)(b)桶匀速上升时,v2=2.42 (m/s)13注射器的活塞截面积S1=1.2cm2,而注射器针孔的截面积S2=0.25mm2。当注射器水平放置时,用f=4.9N的力压迫活塞,使之移动l=4cm,问水从注射器中流出需要多少时间?解:已知S1=1.2cm2,S2=0.25mm2,f=4.9N,l=4cm ,作用在活塞上的附加压强:(pa),根据水平管的伯努
5、利方程知: 由于,S1 S2,则v10,因此 (m/s)根据连续性方程知:S1v1=S2v2(m/s)(s)14用一截面为5.0cm2的虹吸管把截面积大的容器中的水吸出。虹吸管最高点在容器的水面上1.20m处,出水口在此水面下0.60m处。求在定常流动条件下,管内最高点的压强和虹吸管的流量。解:(a)已知SD=5.0cm2=5.0104m2,hB=1.20m,hD=0.60m,SA SD,如图3-10所示,选取容器内液面A为高度参考点,对于A、D两处,=1.013105 Pa,应用伯努利方程,则有: (m/s)B、D两处(均匀管)应用伯努利方程得: (pa)(b)Q=SDvD= 5.01043
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