Fluid Mechanics: Fundamentals and Applications - Instructor’s solution manual

PROPRIETARY AND CONFIDENTIAL......Page 1
Introduction, Classification, and System......Page 2
Mass, Force, and Units......Page 4
SOLUTION......Page 7
Review Problems......Page 10
PROPRIETARY AND CONFIDENTIAL......Page 12
Density and Specific Gravity......Page 13
Vapor Pressure and Cavitation......Page 18
Energy and Specific Heats......Page 20
Coefficient of Compressibility......Page 21
Viscosity......Page 27
(b) In this case, the friction force is replaced by the shear force applied on the bottom surface of the block due to the oil. Because of the no-slip condition, the oil film sticks to the inclined surface at the bottom and the lower surface of the block at the top. Then the shear force is expressed as......Page 28
Conclusion Torque transmitted is inversely proportional to oil film thickness, and the film thickness should be as small as possible to maximize the transmitted torque.......Page 33
Surface Tension and Capillary Effect......Page 38
Review Problems......Page 41
PROPRIETARY AND CONFIDENTIAL......Page 49
Analysis The atmospheric pressure is determined directly from......Page 52
SOLUTION......Page 56
Substituting,......Page 65
Substituting,......Page 66
Substituting,......Page 67
Substituting,......Page 68
Substituting,......Page 69
Substituting,......Page 70
where h1 = 10 in and h2 = 32 in. Rearranging and simplifying,......Page 72
Rearranging and solving for SG2,......Page 75
Substituting,......Page 76
Rearranging and substituting the known values,......Page 78
Substituting,......Page 79
Fluid Statics: Hydrostatic Forces on Plane and Curved Surfaces......Page 80
Buoyancy......Page 97
Analysis The weight and volume of the rock are......Page 100
Analysis The weight of the unloaded boat is......Page 103
Fluids in Rigid-Body Motion......Page 104
Review Problems......Page 118
PROPRIETARY AND CONFIDENTIAL......Page 152
4-3......Page 153
4-6C......Page 154
4-11C......Page 155
4-14C......Page 156
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4-20......Page 159
4-21......Page 160
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4-86 [Also solved using EES on enclosed DVD]......Page 198
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PROPRIETARY AND CONFIDENTIAL......Page 208
Mechanical Energy and Pump Efficiency......Page 214
Review Problems......Page 265
PROPRIETARY AND CONFIDENTIAL......Page 277
Newton’s Laws and Conservation of Momentum......Page 278
Linear Momentum Equation......Page 279
Angular Momentum Equation......Page 303
Review Problems......Page 315
PROPRIETARY AND CONFIDENTIAL......Page 332
7-4......Page 333
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BookmarkTitle:......Page 349
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7-70C......Page 392
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7-76C......Page 396
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7-78......Page 398
7-81C......Page 399
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7-83......Page 401
7-84......Page 403
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7-86......Page 405
7-87......Page 406
7-88 [Also solved using EES on enclosed DVD]......Page 407
7-89......Page 408
7-90......Page 409
7-91......Page 411
7-92......Page 412
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7-105......Page 421
7-106......Page 423
7-107......Page 424
7-108......Page 425
7-109......Page 429
PROPRIETARY AND CONFIDENTIAL......Page 431
Laminar and Turbulent Flow......Page 432
Fully Developed Flow in Pipes......Page 434
V, m/s......Page 453
Minor Losses......Page 457
Piping Systems and Pump Selection......Page 463
V, ft/s......Page 481
(PL, kPa......Page 494
Pressure Drop......Page 504
Review Problems......Page 512
hL2, m......Page 522
hL, ft......Page 531
Vinitial, m/s......Page 536
PROPRIETARY AND CONFIDENTIAL......Page 542
9-4C......Page 543
9-7......Page 544
9-9......Page 545
BookmarkTitle:......Page 546
9-11......Page 547
9-14......Page 548
9-16......Page 549
9-17......Page 550
9-18E......Page 551
9-20C......Page 552
9-21......Page 553
9-23......Page 554
9-25......Page 555
9-27......Page 556
9-29......Page 557
9-31......Page 558
9-33......Page 559
9-35......Page 560
9-39......Page 561
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9-42E......Page 563
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9-44......Page 565
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9-48......Page 567
9-49......Page 568
9-50E......Page 569
9-51......Page 570
9-53 [Also solved using EES on enclosed DVD]......Page 571
9-56......Page 572
9-58......Page 573
9-60......Page 574
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9-62E [Also solved using EES on enclosed DVD]......Page 576
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9-75C......Page 583
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10-31E [Also solved using EES on enclosed DVD]......Page 644
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10-83......Page 672
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10-85E......Page 674
10-86E......Page 675
10-87......Page 676
10-89......Page 677
10-92......Page 678
10-93......Page 679
10-95......Page 680
10-97......Page 681
10-99......Page 682
10-101C......Page 683
10-103......Page 684
10-105......Page 685
10-107......Page 686
10-108......Page 687
PROPRIETARY AND CONFIDENTIAL......Page 688
Drag, Lift, and Drag Coefficients of Common Geometries......Page 689
Amount, gal......Page 696
Wrolling, kW......Page 705
Flow over Flat Plates......Page 709
Fdrag, lbf......Page 717
Flow across Cylinders and Spheres......Page 719
Lift......Page 727
mairplane,1, kg......Page 732
Review Problems......Page 738
Cf......Page 743
(x, turbulent......Page 752
PROPRIETARY AND CONFIDENTIAL......Page 753
Speed of sound and Mach Number......Page 758
One Dimensional Isentropic Flow......Page 765
Isentropic Flow Through Nozzles......Page 771
Normal Shocks in Nozzle Flow......Page 782
L, m......Page 822
Ma2......Page 824
Review Problems......Page 825
Ma......Page 831
Ma......Page 834
Ma*......Page 841
Ma2......Page 842
A, cm2......Page 844
Ma*......Page 845
Ma*......Page 846
Ma2......Page 847
Ma2......Page 848
L, m......Page 857
V1, m/s......Page 859
PROPRIETARY AND CONFIDENTIAL......Page 862
Classification, Froude Number, and Wave Speed......Page 863
Specific Energy and the Energy Equation......Page 869
Gradually and Rapidly Varied Flows and Hydraulic Jump......Page 891
Flow Control and Measurement in Channels......Page 900
Review Problems......Page 915
PROPRIETARY AND CONFIDENTIAL......Page 937
14-4C......Page 938
14-7C......Page 939
14-9......Page 940
14-13C......Page 941
14-17C......Page 942
14-20......Page 943
14-22......Page 944
14-23......Page 945
14-24......Page 946
14-26......Page 947
14-28......Page 948
14-29E [Also solved using EES on enclosed DVD]......Page 949
14-31......Page 950
14-34......Page 952
14-35E......Page 953
14-36......Page 954
14-37E......Page 955
14-39E......Page 956
14-40E......Page 957
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14-44......Page 960
14-47......Page 961
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14-49E......Page 963
14-51E......Page 964
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14-57E......Page 968
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14-60......Page 970
14-62......Page 971
14-64E......Page 972
14-66......Page 973
14-67......Page 974
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14-72C......Page 977
14-74......Page 978
14-76......Page 979
14-77E......Page 980
14-78......Page 981
14-79 [Also solved using EES on enclosed DVD]......Page 982
14-80......Page 983
14-81E......Page 984
14-85C......Page 985
14-86......Page 986
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14-88......Page 988
14-91......Page 989
14-93......Page 990
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14-97......Page 993
14-99......Page 994
14-101......Page 995
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14-105......Page 997
14-107......Page 998
14-108......Page 999
14-110......Page 1000
14-114C......Page 1001
14-115......Page 1002
14-116......Page 1003
14-117 [Also solved using EES on enclosed DVD]......Page 1004
14-118......Page 1005
14-120......Page 1006
14-121......Page 1007
PROPRIETARY AND CONFIDENTIAL......Page 1008
15-3C......Page 1009
15-6C......Page 1010
15-9C......Page 1011
15-12C......Page 1012
15-14C......Page 1013
15-16......Page 1014
15-17......Page 1015
15-18......Page 1016
15-20......Page 1017
15-21......Page 1018
15-22......Page 1019
15-24......Page 1020
15-25......Page 1021
15-26......Page 1022
15-27......Page 1023
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15-30......Page 1025
15-31......Page 1026
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15-33......Page 1030
15-34......Page 1031
15-35......Page 1032
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15-51......Page 1047
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15-56......Page 1049
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Re......Page 1057
15-72......Page 1058
15-76......Page 1059
15-81......Page 1060
15-86......Page 1061
15-90C......Page 1062
15-93C......Page 1063
15-97......Page 1064
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15-104......Page 1067