流体力学9-12章作业.pdf

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1、第9章习题选解9-2实船的速度为37km/h，欲在水池中测定它的兴波阻力，(1)问船模在水中的拖曳速度为多少？(2)设船模缩尺比为1:30，如测得船模的兴波阻力为1.04N，则实船的兴波阻力应为多少?解：(1)Cl=Lp/Lm=30，Vp=37km/h=37×1000/3600=10.28m/s则只测兴波阻力时，要求Frm=FrpVmVp即=gLgLmpL11V=mV=V=×10.28=1.877m/smppLpCl30RwpRwm(2)Cwp===Cwm122122ρVLρVLppmm22223RVLLwpppp3===C223lRVLLwmmmm33所以，Rwp=ClR

2、wm=30×1.04=28080N9-3在水池中进行快艇模型实验，模型的大小为实船的1/20，如需测定快艇在航速为50kn时的兴波阻力。间模型的拖曳速度应为多少?解：Lm/Lp=1/20，Vp=50kn=50×0.515=25.75m/s则只测兴波阻力时，要求Frm=FrpVpVm即=gLgLpmL11V=mV=V=×25.75=5.758m/smppLpCl209-4有一海船长150m，设计航速25kn，船模缩足比为1:30。若在水池中做实验，试就下列两种情况分别确定模型实验时的船速：(1)仅研究兴波阻力时；(2)仅研究粘性阻力时。解：Vp=25kn=25×0.515=1

3、2.875m/s(1)仅研究兴波阻力时L11V=mV=V=×12.875=3.35m/smppLpCl30(2)仅研究粘性阻力时，在相同的流体中运动下，有Vm=ClVp=30×12.875=386.25m/s，无法实现VmLm6可取Re=×3×10ν−5ν6.145×106Vm==×3×10=×3×10=8.7m/sL150/30m9-10一艘潜水艇下潜于0ºC的海水中以5m/s的速度行驶。求(1)缩尺比为1:20时，艇模在20ºC的淡水中的速度。(2)若已测出模型推进功率为20kw，求原型艇相应的功率。-62-62解：(1)νp=1.8×10m/s，νm=1.0×10m/

4、sVmLmVpLp=ννmpν0.1Vm=ClmVp=20××5=55.56m/sν8.1pRRfmfp(2)Cfm===Cfp122122ρVLρVLmmmppp22122122Fm=Rm=ρmVmLmCf，Fp=Rp=ρpVpLpCf22Pm=FmVm，Pp=FpVp322Pp=FpVp=ρpVpLp=1026×5×202=0.3329992.55.562PFVρVLmmmmmmPp=0.3Pm=0.3×20=6kW9-12已知水上滑艇所受的阻力主要来自波阻，若船模的几何尺寸是实船的1/25，当船模以6m/s速度航行时，其阻力等于1.8N。求实船所受阻力应为多少?解：V

5、Lpp==ClVLmm122ρVLRppp=2=C3lR122mρVLmm233Rp=ClRm=25×1.8=28125N第10章习题选解10-1内径为101.6mm的管道，在43.3℃温度下送水，水的流速为1m/s，判断管内流动状态。-62解：ν=0.65×10m/s−3vd1×1016.×105Re===1.56×10>2300，属于湍流−6ν.065×1010-2水平放置的新铸铁管，内径为101.6mm，输送l0℃的水，当速度为0.4m/s时，求90m长度管段上的压力降。-62解：ν=1.306×10m/s−3vd4.0×1016.×104Re===3.11×10>2

6、300，属于湍流−6ν.1306×104由Re=3.11×10，Δ/d=0查莫迪图得λ=0.0322lρv901000×4.0Δp=λ=0.03×−3d21016.×102=21600Pa≈0.02Mpa=0.2大气压10-7如图所示，两蓄水池由三根铸铁管串联起来，L1＝600m，L2＝900m，L3＝1500m，d1＝0.3m，d2＝0.4m，d2＝0.45m。3当水温为15ºC时，体积流量为0.11m/s。求两蓄水池液面之高度差。解：根据截面积扩大比查表10-3，由公式A大2ζ小大=(−1)A小A22d2224.022ζ12=(−1)=[()−1]=[()−1]=0.6

7、05Ad3.011ζ=(A32d322.0452223−1)=[()−1]=[()−1]=0.07Ad4.022ζ1=ζ3=1.0这些局部损失均按下游管流速计算。各段流速4Q4×.011v1===1.5562m/s22πdπ×3.014Q4×.011v2===0.8754m/s22πdπ×4.024Q4×.011v3===0.6916m/s22πdπ×.0453-62流态判别，15ºC水的运动粘度ν=1.14×10m/sv1d1.15562×3.05Re1===4.095×10>2300，属于湍流−6ν.114×1