流体力学期末复习,计算部分

1、一、粘性 1一平板在油面上作水平运动，如图所示。已知平板运动速度 单位面积上的切向力。 2 2. 一底面积为45 50cm ,质量为 6kg 的木块，沿涂有润滑油的斜面向下作等速运动， 木块运动速度u 1.2 ms，油层厚度 1mm，斜面角 20 C （如图所示），求油的动 力粘度 1 设有一盛水的密闭容器， 如图所示。 已知容器内点 A的相对压强为x 104Pa。若在该点左侧壁上安装一玻璃测压管， 已知水的密 度卩=1000kg/m3,试问需要多长的玻璃测压管若在该点的右侧壁上安装一水银压差计， 已知水银的密度p Hg=x 103kg/m3,h 1=,试问 水银柱高度差 h2是多大 2如图所

2、示的半园 AB 曲面，宽度b 1 m，直径D 3m，试求曲 AB 所受的静水总压力 V=s，板与固定边界的距离6= 1mm 油的粘度 s。试求作用在平板 A B 3. 如下图，水从水箱经管路流出，管路上设阀门 K 已知 L=6m,a=30 ,H=5m, B 点位于出口断面形心点。假设不考虑能量损失，以 0-0 面为基准面，试问：阀门 K 关闭时，A 点的位置水头、压强水头、测压管水头各是多少 4.位于不同高度的两球形容器，分别贮有 Ag 8.9kN m2的油 和Bg 10.00kNm2的盐水，差压计内工作液体为水银。 hi 2m， h2 3m， h3 0.8m，若 B 点压强pB 20N. c

3、m2，求 A点压强pA的大小 6 设有一盛静水的密闭容器，如图所示。由标尺量出水银压差计左肢内水银液面距 A 点的高度 hi = ,左右两侧液面高度差 h2=,试求 容器内液体中 A 点的压强，并说明是否出现了真空。已知水银的密度P Hg=x 103kg/m3。 7在储水容器垂直壁的下面，有一 1/4 圆柱面形的部件 AB,该部件的长度 L=，半径 R=,水深 H=,试求水作用在部件 AB 上的总压力5.球形容器由两个半球面铆接而成，有 8 个铆钉，球的半径 R 1 m，内盛有水， 玻璃管中液面至球顶的垂直距离 H 1.2m，求 每个铆钉所受的拉力 8. 一矩形挡水平板如图所示，板宽 5m，板

4、高 6m试求作用于平板上的静水总压力的大 小、方向及作用点。 6m B 三、运动学 1 .直径 d为 100mm 的输水管中有一变截面管段，其最小截面的直径 do为 25mm 若测得管中流量 Q= 10L/S，求输水管的断面平均流速 V 和最小截面处的平均流速 Vo。 四、动力学 2已知二维流动，ux Kx，uy Ky，式中K为常数，试求流线方程 3.设管路中有一段水平（xoy 平面内）放置的等管径弯管，如图所示。已知管径 d=，弯管与 x轴的夹角 45，管中过流断 1 1 的平均流速y 4m s，其形心处的相 对压强p1 9.81 104Pa，若不计管流的能量损失，试求水流对弯管的作用1 已

5、知二维流动 U x= X t， U y y t，试求t 0时通过点（1，- 1）的流线 如 o 830 1 A 4. 一水平放置的渐缩管，水从大直径 di断面流向小直径 d2断 面。已知d1 200 mm , Pi 40kN m2, V1 2m s, d2 100mm，不计摩擦，试求水流对渐缩管的轴向推力。 五、流体阻力与能量损失 1 设圆管直径 d= 200mm 管长 L=1000m 输送石油的流量 Q=s,石油运动粘滞系数 1.6cm2/S，试求该管段的沿程损失 hf 2.如图所示，水流由水箱经等直径管道恒定岀流, d=5cm H=5m 水箱至出口全部水头 损失h W0 B 1m，求管中流

6、速和流量。 3.通过水平圆管流出的液体流量为 0.1 10 3m3 s，其装置如图所示。 d 1cm H三 H =0.6m -T I -1.2m 一、 明渠水流. 1、有一梯形断面粘土渠道，已知底宽 B=10 米，均匀流水深 H=3 米，边坡系数 m=,土壤的粗糙系数 n=,通过的流量 Q=39r3/s, 试确定每公里长度上的沿程损失 hf. 解：A=(b+mh)h=39, x =b+2 1 m2h=, n=，底宽b=，槽长L= 120m 进口处槽底高程 乙=，出口槽底高程 乙=，当槽中均匀流水深 5= 时，试求渡槽底坡i和通过的流量 Q 试证明流动为层流(不计局部损失) R=A=, V= Q

7、=s C= R6= , h 一 lv2 f = c2R 2 有一矩形断面混凝土渡槽，糙率 3某矩形断面渠道，渠宽 b=，通过的流量 Q= s,试判别水深各为和时渠中水流是急流还是缓流 七有压管流 1 .设有一管路，如图所示，已知 A 点处的管径 dA= m,压强PA= 70 kPa； B 点处的管径 dB = m,压强PB= 40 kPa,流速VB=1 m/s; A、 B 两点间的高程差 Z=1 m。试判别 A,、B 两点间的水流方向，并求出其间的能量损失 hw。 31.油管的直径 d=8mm 通过流量Q 77cm3/s，在长度 1=2 m的管段两段，水银压差计读值hp 9.6cm，油的密度

8、0.9 103kg m3，水银的密度 p 13.6 103kg m3，求断面 平均流速和沿程损失。 34.已知二维流动，Ux Kx , Uy Ky，式中K为常数，试求流场的加速度。 2.用直径d 5cm的虹吸管从水箱中引水，虹吸管最高点距水面 hi 2.5 m ,上升段损 失hw, 0.2 m，下降段损失 0.5m。若虹吸管允许的最大真空度 为7.76mH2O， 那么该管最大流量是多少 I 35. 圆弧闸门，宽度b 4m，圆心角 45 ,半径R 2m，闸门转轴恰与水面齐平（如图示），求水对闸门的总压力的大小 和方向 36设有一密闭容器，液面上的压强为工程大气压，现在容器底部接一段管道，管长 |

9、为，与水平面成 30，出口断面直径 d 为 50mm 若管道进口断面中心位于水下深度 H 为 5m,管道系统总水头损失 hw 2.3m，求管道的出流量 Q。 37.有一管道，已知半径 ro = 15cm,测得其流动时水力坡度 J =，试求管壁处和离管轴 r = 10cm 处的切应力T 39有一梯形断面渠道水流为均匀流，已知通过的流量 Q= 39ni/s,边坡系数 m=底坡 i=,底宽 b=10m,水深 h=3m,试求粗糙系数 n （用 曼宁公式计算）。40.如图所示，一水平管路突然扩大，已知直径 d1= 5cm, d2 = 10cm，管中通过的流量 Q= s，试求该突然扩大管段的局部水头损失

10、hj o 41.试求图中 A、B C 三点的相对压强及绝对压强大小，已知当地大气压强为 98kN m2 o 42.水箱真空 M 的读数为0.98kNm2，水箱与油箱的液面差H 1.5m，水银柱液面差h2 0.2m，油的比重 g 7.85kN m3， 求h1为多少米 J； M F0 Hg 44图示平面闸门 AB宽 1m 倾角 45，左侧水深 3m 右侧水深 2m 试求静水总压力大小、方向和作用点。 J h 2 45.为了收集某渠道糙率 n 的资料，今测得流量 Q=s,水深 ho=。在长为 L=200m 的渠段内水面降落 z=,已知渠道断面尺寸底宽 b=, 边坡系数 m三求 n值。 0.8 10

11、48.输水管道直径 d=50mm 流Q 3.34 10 3m3/s，水银压差计读值 h 150mm汞柱，沿程损失不计。试求阀门 k 的局部阻力 系数。 49 一自重为 9N的圆柱体，直径 d=，在一内径 D=150mm 勺圆管中下滑，若圆柱高度 h= 150mm 均匀下滑的速度 v = 46mm/s,求圆柱体和管 壁间隙中油液的粘滞系数卩的值。 50如下图，为测盛水密封容器中液面压强 p，在 A点装一 U型测压管，已知 A 点位于液面之下米，H=2 米。试求液面的压强 p0, 46 设不可压缩流体平面无旋流动的流速势为 3 3 x y xy ,它是否满足流体的连续性条 件 阀门 hiu 并说明

12、是否岀现真空 55.混凝土矩形渠道，已知水深 h =，底宽 b =，粗糙系数 n=，通过的流量 Q= s,试求渠道的坡度 51.在水渠中放置一水平底边的矩形闸门，如图所示。已知闸门宽度 b = 5m,闸门高度 H=，闸门前水深 H= 3m 闸门后水深 H2=，求 作用在闸门上的静水总压力的大小、方向和作用点。 52.图示一跨河倒虹吸圆管，管径 d=，长丨=50 m 两个 30 折角、进口和出口的局部水头损失系数分别为 Z 1=, Z 2=, Z3=,沿 程水头损失系数入=，上下游水位差 H=3m若上下游流速水头忽略不计，求通过倒虹吸管的流量 Q 53.已知二维流动 Ux= X t，Uy y t

13、，试求t 1时流体质点在（i, i）处的加速度 54 .设石油在圆管中作恒定均匀流，已知管径 d = 10cm,流量 Q= 500cm3/s,石油密度 3 850kg/m ,运动粘滞系数 1.8 105m2/s，确定每米管长的沿程损失 hf 59.用4m 1m的矩形闸门垂直挡水，水压力对闸门底部门轴的力矩等于多少 60.有一梯形断面的渠道，其宣泄流量 Q= s，渠道底宽 b=，正常水深 h=，边坡系数 m=壁面 n =，试确定渠道的底坡 i = 62. 某速度场可表示为 56.图示有一水平放置的三通水管， 干管d1 1200 mm，两支管 d2 d3 800mm， 45，干管Q 2m3 s，支

14、管流量 Q2 Q3，断面 11 处的动水压强pi 100kN. m2，断面 1 1到 2 2 （或 33）的水头损失hw 丄 2g ，求水流作用于支墩 57.有一过水断面为矩形的人工渠道，其宽度 试求通过断面 1-1 的平均流速 V1和流量。 B 为 1m,测得断面 1-1和 2-2 处的水深 hi、h2分别为和，若断面 2-2 的平均流速为 5m/s， 58.有一圆柱形1=m 的油，中层Y 2 =m3的水，下层为Y 3 =m3的 汞。已知各层高度 h 均为 1m，容器 直 d=，当地大气 压强 pa =98KN/m2，试求：A、B 点的相对压强（用 KN/ni表示） h h h 的力。 ux x t uy y t uz 0 试求： t=0 时，通过点 A（ 1， 1）的流线 63. 水流从水箱经水平管路流出，管道上设有一阀门 K。已知H=,水平管路长 20m 直径 d