流体力学习题及解答

1、?流体力学?1-4章作业讲评1- 6 当空气温度从00C增加至200C时， 值增加15%，容重减少10%，问此时 值增加 多少1- 7 图示为一水平方向运动的木板，其速度为1m s，平板浮在油面上，油深1mm，油的0.09807Pas，求作用于平板单位面积上的阻力1- 9 一底面积为40 45cm，高为1cm的木板，质量为5kg，沿着涂有润滑油的斜面等速向 下运动，v 1ms，1mm，求润滑油的动力粘滞系数1- 10 一个圆锥体绕其铅直中心轴等速旋转，锥体与固定壁的间距为1mm全部为润滑油充满，卩=，当旋转角速度3= 16s 1， 的阻力矩。锥体底部半径R=,高日=时，求：作用于圆锥解：取微元

2、体，dA 2 r dl 2 r微兀面积：dur 0dydTdA切应力：dMdT r阻力:阻力矩1- 14 图示为一采暖系统图，由于水温升高引起水的体积膨胀，为了防止管道及暖气片胀 裂，特在顶部设置一膨胀水箱，使水的体积有自由膨胀的余地，假设系统内水的总体积V 8m3，加热前后温度差t 500C，水的热胀系数0.0005，求膨胀水箱的最小容积dV解因为 Vdt所以 dV Vdt 0.0005 8 50 0.2m3水2- 2 .在圭寸闭管端完全真空的情况下，水银柱差Z2 50mm，求盛水容器液面绝对压强P!及测压管中水面高度乙2- 6 .封闭容器水面的绝对压强P0 107.7 kN2，当地大气压强

3、Pa 98.07，试求1水深h 0.8m的A点的绝对压强和相对压强2假设容器水面距基准面高度Z 5m，求A点 的测压管高度和测压管水头。并图示容器内液体各点的测压管水头线；3压力表M和酒精 7.944 kn/2 测压计h的读数值解 1 Pa Poh 107.7 9.807 0.8 115.55 K%?1.78m(2) h29.807(3) PmPo Pa 107.7 98.07 9.63KN /22- 8 水深h 1.2m，水银柱高度hp 240mm，大气压强pa 730mm水银柱，连接橡皮软管中全部都是空气，求封闭水箱水面的绝对压强及真空度将的水柱高度换算为水银柱高度为：口2 0.088mH

4、g13.6那么水面的绝对压强为：0.73 0.24 0.0880.402 m 402mmHg2- 14.封闭不水箱各测压管的液面高程为：1 100cm， 2 20cm，4 60cm，问3为多少2- 19 .在水管的吸入管1和压出管2中装水银压差计，测得h 120mm，问水经过水泵 后，压强增加多少假设为风管，那么水泵换为风机，压强增加为多少mmHg解(1) p h()0.12(133.4 9.81)15KN /2(2) p h 133.4 0.1216K%22-23 .一直立煤气管，在底层测压管中测得水柱差 h1100mm，在H 20m高处的测压管中测得水柱差h2 115mm，管处空气容重 气

5、12.64 N亦，求管中静止煤气的空重 煤2- 30 .密闭方形柱体容器中盛水，底部侧面开0.5 0.6m的矩形孔，水面绝对压强P0 117.7 K%?，当地大气压强Pa 98.07 K%2，求作用于闸门的水静压力及作用点2- 34. 封闭容器水面的绝对压强p0 137.37 k%2，容器左侧开一 2*2米的方形孔，复以 盖板AB,当大气压Pa 98.07 kn/2时，求作用于此盖板的水静压力及其作用点p0 pa 137.3798.07,4m9.8072-36.有一圆滚门,长度I 10m,直径D 4m,上游水深 比 4m,下游水深H2 2m,求水作用于圆滚门上的水平和铅直分压力3- 4.设计输

6、水量为300*10 3kg/h的给水管道，流速限制在0.91.4ms之间。试确定管道直径，根据所选的直径求流速，直径规定为50mm的倍数。解：300*10 3kg/h 300m3/h 0.0833m3/s因为流速限制在0.91.4叫之间，故A的范围为：乞0833"00空，即0.0926m2 “0.0595 m20.91.4之间，贝U d取300mm此时，实际流速为V0.08331.18m/s4*°323- 8 .空气流速由超音流速过渡到亚音速时，要经过冲击波。如果在冲击波前，风道中流速v 660叹，密度1.0kg /m3，冲击波后，速度降低至v250 mS，求冲击波后的密度

7、3- 9 .管路由不同直径的两管前后相接所成，小管位直径dA 0.2m，大管直径 dB 0.4m。水在管中流动时，A点的压强Pa 70k%2 ,B点的压强Pb40kN/2弋点的流速VB1ms试判断水在管中流动方向，并计算水流经两断面间的水头损失解 以A断面的管轴为基准面计算各断面的单位能量H A H B由A流向B3- 10 .油沿管线流动，A断面流速为2叹，不计算损失，求开口 C管中的液面高度通过B断面中心作基准面，写 A、B两断面的能量方程。3- 12 .用水银比压计量测管中水流，过断面中点流速u如图，测得 A点的比压计读数h 60mm水银柱(1)求该点的流速u ； (2)假设管中流体是密度

8、0.8 瞪3的油，h仍不变, 该点流速为假设干不计损失。当管中通过水时当管中通油时，3-17 .一压缩空气罐与文丘里式引射管联接，d1，d2，h为，问气罐压强pc多大才能将将B池水抽出解写1、2断面的能量方程又写气罐及出口断面的能量方程Po屹代入上式2g所以Poih4 d2 di3- 19. 断面为和的两根管子所组成的水平输水系从水箱流入大气中，(1)假设不计损失，(a) 求断面流速V1和V2； (b)绘总水头线和测压管水头线，(c)求进口 A点的压强。 计入损失,2 2第一段为4乞，第二段为3电，(a)求断面流速V1和V2, (b)绘总水头线及测压管水头线，2g2g(c)根据水头线求各段中间

9、的压强，不计局部损失。解：(1)列0-0面和出口的能量方程，那么求A的压强，贝U 4 0 00Pa2V12g4.432彳1m2*9.82A处的流速水头为出2gA处的测压管水头为4-1=3m总水头线和测压管水头线如左图示。(2)列0-0面和出口的能量方程，那么由连续性方程:S21V2V2S12221段的中点：4 0 0 0旦乞 2 土 2g 2g代入数据，计算得：p1(4 3*丄空)*9.8*10 3 33.3kpa2*9.82段的中点：4 0 00P22 2V24 V12g2g2v21.5 - 2g代入数据，计算得：P2(4_ _ 3.9622.5* -1 98234)*9.8*1011.76

10、kpa2*9.82*9.82各段的损失为：441.9820.8m2g2*9.8两段的流速水头分别为：2V120.2m,电0.8m2g2g在计损失的情况下总水头线和测压管水头线如上图示。3- 24.图为一水平风管，空气自断面1 1流向断面2 2。1 1断面的压强p1150mm水柱，V1 15%，断面2 2的压强P2 140mm水柱，v? 10叹，空气密度 1.29 Kg3， 求两断面的压强损失。3-28 .高压管末端的喷嘴如图。出口直径d 10cm，管端直径D 40cm,流量Q 0.4叹，喷嘴和管以法兰盘连接，共用12个螺栓，不计水和管嘴的重量，求每个螺栓受力多少 代入V1賁无3.18ms沿轴向

11、写动量方程 每个螺栓受力F 143.4 12KN124- 3.有一圆形风道，管径为300mm ,输送的空气温度为20°C ,求气流保持为层流时的最大 流量。假设输送的空气量为200Kg h，气流是层流还是紊流解1t 200C 时，空气的1.205 Kg/a(2)Q20003600 1.2050.0461 m3S1000m输送的石油Q 40%，动动粘滞系数故为紊流。4-6.设圆管直径d 200mm，管长I1.6 cm/，求沿程损失。故为层流4- 9.油的流量Q 77。吆，流过直径d 6mm的细管，在I 2m长的管段两端接水银压差计，读数h 30cm，油的密度900 K%3，求油的 和值

12、。解设为层流Pfjv2d 2即h汞油g2 2丄油v64丄油v32 lvd2vdd2d2验证：Re vd272 °.°06 1897 20008.6 10故为层流，假设正确4- 17.某管径d 78.5mm的圆管,测得粗糙区的0.0215,试分别用图4-14和式4-6-4,求该管道的当量糙粒高度 K。解 (1)由图4-14 由粗0.02150.0015(2)3.7d2lg-T4- 21.如管道的长度不变，通过的流量不变，欲使沿程水头损失减少一半，直径需增大百分之几试分别讨论以下三种情况:(1)管内流动为层流64Re(2)管内流动为光滑区0.3164Re0.25管内流动为粗糙区°.11常5解：因为hfd 2g8 l 2耳Q且管长和流量都保持不变(2)光滑区时,0.3164Re0.250.31640.3164 (4)0.25d0.25(3)粗糙区时,0.11,Vd 0.25()0.250.25所以:hf 22(虫)51hf 11d22(1)层流时，646416,dRevdQ4- 24 为测定900弯头的局部损失系数，可采用图所示的装置， AB段管长I 10m ,管径d 50mm，0.03,实测数据为1AB两断面测压管水头差hf