流体力学计算题练习进步

1、3Papo2h1练习题1.如右图所示，在一密闭容器中，上部装有密度1=0.8X103 kg/m 3的油，下部为密度 2=10 3 kg/m 3的水，已知h1=0.4m , h2=0.2m。测压管中水银柱的读数 h=0.5m，水银的密度为1=13.6 X103 kg/m 3。求密闭容器中油液面上的压强p02.图示为一水暖系统，为了防止水温升高时体积膨胀将水管胀裂，在系统顶部设一膨胀水箱，使水有膨胀的余地。若系统内水的总体积为8m3,加温前后温差为50 C,在其温度范围内水的膨胀系数为BT = 9 X10 4 1/ C，求膨胀水箱的最小容积。3.当温度不变，压强从0.20 MPa 增加到 10 M

2、Pa时，某种液体的体积减小0.49%，求该液体的体积模量。4.两个充满空气的封闭容器互相隔开，左边压力表的读数为100kPa，右边真空计V的读数为3.5mH2O试求连接两容器的水银压差计中h的读值。Vx5.已知流体运动的速度场为：2xy ,Vy13y试求t=2 时过点（X, y, z） （3，1，2）处的流线方程。6.如图所示，水在压强作用下从密封的下水箱沿竖直管道流入上水箱中，已知 h = 50cm , H = 3m，管道直径 D = 25mm ,4hH01ItF入=0.02，各局部阻力系数分别为Z 1 = 0.5 , Z = 5.0 ,Z3 = 1.0,求：为维持稳8.如右图所示为一壁厚可

3、以忽略的大容器，在其下部开一直径7 |H为d =12mm 的小孔口，水自孔口流出后进入另一液面比大容 器液面低H =1.2m 的容器中，两容器内的水位始终保持不变。试计算水的出流流量和孔口处的流速。9.如图所示为一壁厚可以忽略的大容器，为了便于出流，在容器壁上开一圆孔并在外面焊接一段等径圆管， 容器自由液面及孔口出口皆与大气相通，而且可以保证容器内的水位不变。已知孔口直径为d =12mm ，焊接的圆管长度I二40mm。容器自由液面相对于孔口中心线的高度为H =1.2m，试计算水的出流流量和出口流速。10.用长I =300m 、内径d =200mm的铸铁管输送密度 二880 kg/m3 的 油液

4、，测得质量流量qm二8.80 X104 kg/h 。设冬季油液的运动粘度 1 = 109.2Xl0-6m2/s ，夏季运动粘度 2=35.5 X10-6m2/s ，试确定冬、夏季输油管路以油柱高度表示的水头损失h。注：若流动状态为湍流，可取二0.0411、一恒定有压均匀管流，已知管径d=20 mm ，管长l=20m，管中水流流速u=0.12m/s,水温t=10 C时水的运动粘度n=1.306 xi0-6m2/s，求沿程阻力损失-未知液体h|= EmTA.12、如图，已知压力表测得密闭容器内的压力读数为5千帕，其他数据如图中所示，求未知液体水银h2=5,61D 3 = 0.210的密度（已知水和

5、水银的密度分别为1吨/立方米和13.6吨/立方米）。13.液体由水箱经中间有收缩截面（截面积为A1）的管子定常出流，A2为出口面积，h2是出口在水箱液面下的深度，问要吸上深为h1的同种液体，A1/A2应为多少（不计损失）？1吃7zdVx14.已知流体运动的速度场为：xy2,Vy3y33 ，试求t=2时过点处的流线方程。15. 一压缩空气罐与文丘里式的引射管连接，d1,d2,h均为已知，问气罐压力po多大方才能将B池水抽出。16.用水银压差计测量水管中的点速度=60mm，求该点流速。r水如读数 h17.如图所示输水管经三通管分流。已知管径分别为d1=200mmd2=100mm 和 d3=150m

6、m, 断面平均流速分别是v1=2m/s 和v2=1.5m/s，试求断面平均流速Li = lOWm di 打 5025 StXhn 亦=ZOIhnm A广 6026 一丄18.中，试按长管计算所需的水头 H为多少?19.如图所示，用真空计 B测得圭封闭水箱液面上的真空度为0.98kPa，若敞口油箱的液面低于水箱液面的高度H=1.5m ，油柱高h1=5.6m,水银柱高h2=0.2m,求油的密度。水水银v3.图示一串联管路，管径、管长、沿程水力摩阻系数和流量分别标于图1.解：以水银柱下面为等压面，列平衡方程:2gh2Pa3gh则：P0 Pa3gh1gh12gh2101325 13600 9.81 0

7、.51000 9.81 0.4 800 9.81 0.2162539 Pa2.解： 已知 V = 8m3 , At = 50 C,pT = 9 X10 4 1/C。(1)由(1 11)式1 dVV dT，得膨胀水箱的最小容积为T 8 9 10 4 500.36 m3dV3.解：因： V0.0049故：等温压缩系数:dV /VTdpV /VP5.0 10 10 pa-192 10 Pa则体积模量:4.解：已知P m1=100kPa,pv2=3.5mH2O。根据题意可知P1pm1Pap2PaPv2P1P2Pm1Pv2汞1.0 mHg100 103 3.5 981013.6 98105.解：MV，推

8、得：dMVd dV 0VdVdV dVdp "dp015%3.75 10 9m2/N4 1046.解：以下水箱液面为基准面，列两液面的伯努利方程:P0Pa(H h) hwg g(H h) h沿程h局部沿程水头损失:h沿程hfL v2d2g0.02(3 0.15) 120.025 2 9.810.143m局部水头损失:J七2JHhh局部hj( 12(1.0 5.0129.810.332m总水头损失：hwhf hj0.1430.3320.475m所以，得：Pog(H hhw)Ps38995101000.49 MPa7.解：以管道中心线为零势能面，列伯努利方程:2Ua Pbg 2g又知：P

9、A ghAPbghB2Ua h_hB代入得：2ghA则：Ua J2g( hBhAjJ2 9.81 (0.23 0.17)1.08 m/s8.解：显然是薄壁小孔口淹没出流。其流量:qV ACr j2gH一二、对于厚壁孔口，Cr =0.60(取 0.600.62 皆可)qv9.代入数据，得:20.0120.60 J2 9.81 1.24于是，孔口流速为:qV 3.293 10 * 4 V "A0.0122/4433.293 10 4 m3/s2.91 m/s解：本题中 I/ d = 40 /12=3.33,可知该孔口为厚壁孔口。孔口出流流量计算公式为:qv ACrj2gHd对于厚壁孔口，

10、Cr =0.82代入数据，得:qV10 4 m3/s0.0122r10.解：判断流态:流量:qV = qm/ = 8.80 x104/880/3600 = 0.0278 m3/s流速:u = qV/A= 0.0278/(3.14X0.202/4)= 0.884 m/s冬季雷诺数：Re1= ud/ 1 = 0.884 X0.2/(109.2 X10-6) =1619<2320（层流）夏季雷诺数：Re2= ud/ 2 = 0.884 X0.2/(35.5 X10-6) = 4980>2320（湍流）水头损失（以油柱咼度表示）:柱）冬季：h 1 =1 (l/d) (u2/2g) = (6

11、4/Re1) (l/d) (u2/2g) = 2.366 m（油夏季：h 2= 2 (l/d) (u2/2g) = 2.390 m（油柱）Re11.解：雷诺数udv0.12 0.0201.306 10 61837.672320沿程阻力损失系数:64Re640.03481837.67h沿程阻力损失：d 2g0.0348 -200.02鵝 0.0256mH2。12.解:如图，设大气压为p0 ,以图中2点为基点，则:P2P) P表(h h2 hO1gp3P2 h32gP4P0P3h2 3gP3P2 h3 2gP0h2 3gP2P0 P表 (hhO 1gh32gP0 h23g因此,3ghfe) 1gh

12、.2gh h2 h3h250005.61 9.81731 1000 竺 136005.615.613909.03513.解：（1 ）根据连续性方程A1u1=A2u2(a)同时在1点和2点列出伯努力方程得:2 2P0 U2P1 U1g 2gg 2g(b)4(2)水箱高位与1点之间列伯努力方程得1u22g(C)(3) 1点要吸上深度为h1的液体，则必须:P Po P1gh1(d)解上述3个式子，从得：氏U2U1Po根据(b)得：Pi22t)22/U1U2(rU2u；伴 1)A1ghiPi从(c)得：ggh殓Pog1)2h2 U12g，代入(b) 得:gh1 A2U2J2gh2因此：A 即: Ah2

13、h1 h2dx14.解：根据流线方程Vx上述方程解得：3x/y由t=2时过点15.解:列1、2Aih1 h2h2dyvy，因此得:dx2xy晋，即:dx3xdyy，C=9，则流线方程为:3x/y 9h。已知d 1， d 2，1 2代入伯努利方程，得2 U2列气罐至喷口的伯努利方程，得水hd2 4 (子)4 1di所以，气罐压力po必须大于或等于水吩41才能将B池中的水抽出。16.解： 已知h=60mm 。根据题意，由流体静力学方程，得Po P （汞）h （)g列伯努利方程，基准面取在管轴线上，得水17.解:Po.,'2( Po P)U NL=工-6LLU寸2Soo"OS 3ILso寸E-N 86 Z80 / 8.6 Z tuluos w -pei- 口 JdoLp< L>zo009Oso&0§0hoG6z Lp -L寸L"R&寸SQESOO s 二sSQE900 S、-IO9 8 >s/e6geM f0+0H08L二"SO “000 xP.