流体力学例题

1、例题一 石油比重为石油比重为0.9，动力粘度为，动力粘度为28CP，则运，则运动粘度为动粘度为 CSt，相当于，相当于 m2/s。 解：解：22225228 1031.1 1031.10.9 131.1 10/3.11 10/StCStcmsms例题二 一盛水封闭容器从空中自由下落，则容器一盛水封闭容器从空中自由下落，则容器内水体质点所受单位质量力为内水体质点所受单位质量力为 X ，Y ，Z 。 解：解：000XYGIZgaggM 例题一 当地大气压强为当地大气压强为 Pa，某点的绝对压强为，某点的绝对压强为 Pa，则该点的相对压强为，则该点的相对压强为 Pa，真空度为真空度为 Pa。 解：4

2、444445 109.8 104.8 109.8 105 104.8 10PPPPaPaPaPPPPaPaPa 绝真绝49.8 1045 10例题二 右图所示窗口，左端及上部有两盖板，左端为一圆形平板，右图所示窗口，左端及上部有两盖板，左端为一圆形平板，上部为一半球形，半径均为上部为一半球形，半径均为R R0.5m0.5m，内部充满比重为，内部充满比重为0.80.8的油，的油， 求求1.1.作用在左端圆形平板上的作用力及作用点的位置。作用在左端圆形平板上的作用力及作用点的位置。 2. 2.计算上部螺栓的张力计算上部螺栓的张力T T？（？（1515分）分） （注圆面积惯性矩（注圆面积惯性矩 ）6

3、44DJc例题二（续） 解：2442232341.9800 0.8 513.0772 10 ()41464555.0125( )15 645422.9800 0.8 (3)4329800 0.8 (130.5 )431.64 10 ()0CCDCCZXYPh ANJyymy APVdRNPP 例题一 在能量方程的实验中，测压管水头线和总在能量方程的实验中，测压管水头线和总水头线变化趋势有何不同？为什么？水头线变化趋势有何不同？为什么？ 答：答：1.总水头线沿程下降，不能升高，因为总水头线沿程下降，不能升高，因为存在能量损失。存在能量损失。 2.测压管水头线沿程可升可降，因为测压管水头线沿程可升

4、可降，因为存在能量转换。存在能量转换。例题二 图示一水泵装置，已知水泵排量Q=7.85103m3/s，吸水管及压力管直径均为100mm，泵的安装高度Hs=3.5m，吸水管全长L10m，吸水阀的局部阻力系数阀7，弯头阻力系数弯0.8，吸水管沿程阻力系数0.025。 试求：1.泵前真空表的读数pv为多少个工程大气压？ 2.若泵后压力表读数为5个工程大气压，求泵的扬程H？ 3.如果泵的效率为0.8,电动机的效率为0.9，则电动机的输入功率为多少千瓦？例题二（续一） 解：1. 2322221122122222222222444 7.85 10=1(m/s)0.1Z +Z +22101()(0.0257

5、0.8)0.53( )2220.12 9.802()98002wwSwVSwdQVAVQVdPvPvhggl vvlvhmdggdgPvHhgvPPHhg 由 以液面和泵前压力表处列伯努利方程又241(3.50.53)4.05 100.4139.8 2Pa（atm）例题二（续二）32432332.35 98004.05 1054.1( )98009800 7.85 1054.13.5784( )5.784()0.9 0.8VePPHPPPPHmNQHNwkw 输入泵泵电电以2-2、-3列伯努利方程例题一 水流经管径为水流经管径为0.2m，长，长1000m的直管道，的直管道，其流速为其流速为3m

6、/s，水头损失为，水头损失为70m，则沿程，则沿程阻力系数阻力系数 0.03 。 解：2222270 0.2 2 9.80.031000 3ffl vhdgh dglv 例题二 运动粘度为运动粘度为的流体在管径为的流体在管径为d的圆管中流动，的圆管中流动，若要求流态为层流，则流量应于若要求流态为层流，则流量应于 。 解： 22Re2000200050044VdddQVAVdd 500d例题三 动力粘度动力粘度，密度，密度、平均流速、平均流速V、管径、管径d所组成所组成的无因次数为的无因次数为 。 解解: 312412340001131121234131234:0;:30;:0;1111kkkk

7、kkkkV dM LTML TMLLTLM kkLkkkkTkkkkkkVd 无因次数 因次式为 对对对令则，Vd例题四 过水断面为矩形的压力管路，设宽为过水断面为矩形的压力管路，设宽为0.3m，高为，高为0.2,则水力半径为则水力半径为 0.06 m,当量直径为当量直径为 0.24 m。 解：解：0.3 0.20.06( )(0.30.2) 240.24( )ARmdRm当例题五 判断流态的标准为何用判断流态的标准为何用Re而不用临界流速而不用临界流速Vc? 答：任何一种管内液流或气流，任何流态都可以确定一个Re值。不同流体通过不同直径管路时，虽然临界流速Vc不同，但是临界Re值却大致相同。

8、Re值作为判别流态标准具有可靠性。例题六 图示一水泵装置，已知水泵排量Q=7.85103m3/s，吸水管及压力管直径均为100mm，泵的安装高度Hs=3.5m，吸水管全长L10m，吸水阀的局部阻力系数阀7，弯头阻力系数弯0.8，吸水管沿程阻力系数0.025。 试求：1.泵前真空表的读数pv为多少个工程大气压？ 2.若泵后压力表读数为5个工程大气压，求泵的扬程H？ 3.如果泵的效率为0.8,电动机的效率为0.9，则电动机的输入功率为多少千瓦？例题六（续一） 解：1. 2322221122122222222222444 7.85 10=1(m/s)0.1Z +Z +22101()(0.02570.

9、8)0.53( )2220.12 9.802()98002wwSwVSwdQVAVQVdPvPvhggl vvlvhmdggdgPvHhgvPPHhg 由 以液面和泵前压力表处列伯努利方程又241(3.50.53)4.05 100.4139.8 2Pa（atm）例题六（续二）32432332.35 98004.05 1054.1( )98009800 7.85 1054.13.5784( )5.784()0.9 0.8VePPHPPPPHmNQHNwkw 输入泵泵电电以2-2、-3列伯努利方程例题一 一薄壁小孔口阻力系数一薄壁小孔口阻力系数孔口孔口0.06，收缩，收缩系数系数=0.64，则该孔

10、口流速系数，则该孔口流速系数0.97 ，流量系数流量系数 0.62 。 解：110.9711 0.060.64 0.970.62 孔例题二 图示两水箱间连一管路图示两水箱间连一管路A、B、C、此管路内径为、此管路内径为d,长度为长度为l，两箱液面差为，两箱液面差为H时，通过流量为时，通过流量为Q，若在管路的中央若在管路的中央B处（处（ ）分为两个管，此两管的）分为两个管，此两管的内径为内径为d，两水箱间液面差仍为，两水箱间液面差仍为H，流量为，流量为Q(如如b)；设各管摩阻系数均为；设各管摩阻系数均为，忽略局部水头损失，忽略局部水头损失，求求a,b两种情况下的流量比。两种情况下的流量比。 l2

11、1例题二（续） 解：22225555( ):0.0826()5222( ):0.0826 0.0826850.798Q laHdlQlQQ lbHdddQQ例题一 输油管中水击波的传播速度为输油管中水击波的传播速度为1280m/s，管长为管长为2km，为避免产生直接水击，则阀，为避免产生直接水击，则阀门的关闭时间应大于门的关闭时间应大于 3.125 S。 解：22 20003.125( )2180lTsc例题二 已知静止空气的压力和温度分别为已知静止空气的压力和温度分别为101.3Kpa绝对和绝对和200C，若等熵加速该静止空气，使其马赫数达到若等熵加速该静止空气，使其马赫数达到0.8，试求这时，试求这时空气流的速度和密度各为多少？空气流的速度和密度各为多少？ 解：300200223300000027320293101.3 1012931.1259.811