北京建筑工程学院考研水力学习题.pdf

2-1 设水管上安装一复式水银测压计，如图所示。试问测压管中 1-2-3-4 水平 液面上的压强 1 p、 2 p、 3 p 、 4 p中哪个最大？哪个最小？哪个相等？ 2-3 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 Pa 4 109 . 4。如在该点左侧器壁上安装一玻璃测压管，已知水的密度 3 /1000mkg=，试问需要多长的玻璃测压管？如在该点右侧器壁上安装 一水银压差计，已知水银密度 33 /106 .13mkg Hg =，mh2 . 0 1 =，试问水 银柱高度差 2 h是多大值？ 2-5 设有一盛空气的密闭容器，在其两侧各接一测压装置，如图所示。已知 mh3 . 0 1 =。试求容器内空气的绝对压强值和相对压强值，以及水银真空计左右 两肢水银液面的高差 2 h。 （空气质量略去不计） 2-25 设有一水平底边矩形铅垂金属闸门，它由三根水平横梁和平板所组成，如 图所示。已知阀门宽度mb3=，闸门前水深mH2=。试根据横梁负荷相等的条 件布置闸门三根横梁的位置（ 321 yyy、） 。 2-36 比重计系由带有刻度的空心圆玻璃管和充以铅丸的玻璃圆球组成，如图所示。已知管 外径md025. 0=，球外径mD03. 0=，比重计重量NG49. 0=。如果比重计浸入某液体 内的浸没深度mh10. 0=，试求该液体的密度。 2-37 设有一外径为 R、内径为 r 的空心圆球，由密度为 1 的材料制成。现要求把球完全淹 没在水中，能在任何高度处平衡，试求该球的内、外径之比。水的密度为、球体体积 3 3 4 RV=。 3-9 已知水平圆管过流断面上的液流速度分布为 = 2 0 max 1 r r uu， max u为管轴处最大 流速、 0 r为圆管半径，r为点流速u距管轴的径距。试求断面平均流速v。 3-13 送风管的断面面积为 2 5050cm，通过dcba、四个送风口向室内输送空气， 如图所示。已知送风口断面面积均为 2 4040cm，气体平均流速均为sm/5，试求通过送 风口过流断面 1-1、2-2、3-3 的流量和流速。 3-16 在直径为d的圆形风管断面上，用下法选定五个点来测量局部风速。设想 用与管轴同心，但不同半径的圆周，将全部断面分为中间是圆，其它是圆环的五 个面积相等的部分，如图所示。测点即位于等分此部分面积的圆周上。这样测得 的各点流速，分别代表相应断面的平均流速。试计算各测点到管轴的距离，以直 径的倍数表示；若各点流速分别为 54321 uuuuu、，空气密度，试求质量 流量 m Q。 5-28 设水由水箱经管嘴射出，如图所示。已知水头为 H（恒定不变） ，管嘴截面积为 A， 水箱水面面积很大。若不计能量损失，试求作用于水箱的水平分力 R F。 5-30 有一沿铅垂直立墙壁的弯管如图所示，弯头转角为 90，其实断面 1-1 到断面 2-2 的 轴线长度l为 3.14m，两断面中心高差z为 2 m。一直断面 1-1 中心处动水压强 1 p为 2 /117600mN，两断面之间水头损失 w h为OmH21 . 0，管径d为m2 . 0，流量Q为 sm /06. 0 3 。 试求水流对弯头的作用力大小 R F。 5-34 水流经 180弯管字喷嘴流出，如图所示。一直管径mmD75= ，管嘴直径 mmd25=，管端前端的测压表读数 2 /60mkNM=，求法兰盘接头 A 处，上、下螺栓的 受力情况。假定螺栓上下前后供安装四个，上下螺栓中心距为 150mm ，弯管管嘴和水重 G 为 100N，它的作用位置如图所示。不计能量损失（摩擦阻力） 。 5-35 一装有水泵的机动船逆水航行，如图所示。已知水速v为sm/5 . 1，船相对与陆地的 航速 0 v为sm/9，相对与船身水泵想船尾喷出的水射流的喷速 r v为sm/18，水是从船首沿 吸水管进入的。当水泵输出功率（即水从水泵获得的功率）为 21000 W，流量为sm/15. 0 3 时，求射流对船身的反推力和喷射推进系统的效率。 5-36 设一水平射流冲击一固定装置在小车上的光滑叶片，如图所示。已知射流密度 8 .1030= 3 /mkg，速度48.30 0 =vsm/，过流断面面积 2 0 58.18cmA =，叶片角度 =180， 车的重力5 .889=GN， 能量损失和射流重力作用以及小车沿水平方向的摩擦阻 力都略去不计。试求射流喷射 10 s 后，小车的速度 1 v和移动的距离l。 5-37 设涡轮如图所示，旋转半径 R 为 0.6 m，喷嘴直径为 25mm， 每个喷嘴喷出的流量为 sm/007. 0 3 ，若涡轮以min/100r旋转，试求它的功率。 5-38 设有一水管中心装有枢轴的旋转洒水器，水平放置，如图所示。水管两端有方向相反 的喷嘴，喷射水流垂直于水管出流。已知旋转半径mR3 . 0=，相对于喷嘴的初六速度 smv/6=， 喷嘴直径mmd5 .12=试求 （1） 当水管臂静止时， 作用在转轴上的力矩 M； （2） 当水管臂一等角转速旋转，圆周速度为u时，该装置每秒所做的功和功率的表示式。 6-3 文丘里管喉道处的流速 2 v 与文丘里管进口断面直径 1 d，喉道直径 2 d，流体密度， 动力粘度及两断面间压差p有关，试用定理球求文丘里管通过流量Q的表达式。 6-5 圆球在实际流体中作均速直线运动所受阻力 D F与流体的密度，动力粘度、圆球 与流体的相对速度 0 v、 圆球的直径d有关。试用定理球阻力 D F的表达式。 6-9 有一直径cmdp20=的输油管，输送运动粘度smv/1040 26 =的油，其流量 smQ/01. 0 3 =。若在模型试验中采用直径cmdm5= 的圆管，试求（1）模型中用 20C 的 水 （smvm/10003. 1 26 =） 作 实 验 时 的 流 量 ；（ 2 ） 模 型 中 用 运 动 粘 度 smvm/1017 26 =的空气作实验时的流量。 7-3 欲一次测得半径为 0 r的圆管层流中的断面平均流速v，试求皮托管端头应放在圆管中 离管轴的径距 0 r。 7-5 设有一水位保持不变的水箱， 其中水流经铅垂等径圆管流入大气， AB 管段与上面的管 段用法兰盘螺栓相连接，如图所示。已知管径md02. 0=，AB 管段长度ml5=，流量 smQ/0015. 0 3 =， 沿程阻力系数02. 0=，管段重量不计。试求螺栓所受的拉力 F。 7-6 设圆管直径mmd200=，管长ml1000=，输送是由的流量smQ/04. 0 3 =，运动粘 度scm /6 . 1 2 =，试求沿程损失 f h。 7-7 润滑油在圆管中作层流运动，一直管径cmd1=，管长ml5=，流量scmQ/80 3 =， 沿程损失mhf30=（油柱） ，试求油的运动粘度。 7-8 油在管中以smv/1=的速度流动，如图所示。油的密度 3 /920mkg=，ml3=， mmd25=，水银压差计测得cmh9=。试求（1）有在管中流动的流态； （2）油的运 动粘度； （3）若保持相同的平均流速反向流动，压差计的读数有何变化。 7-12 一光洁铜管，直径mmd75=，壁面当量粗糙度mm05. 0=，球通过流量 smQ/005. 0 3 =时， 每 100m 管长中的沿程损失 和此时的壁面的切应力 0 、 阻力流 速v及粘性底层厚度 0 值。已知水的运动粘度smv/10007. 1 26 =。 7-13 设测定有压圆管流沿程阻力系数的试验装置，倾斜放置。断面 1-1、2-2 间离差为 mH1=，如图所示。一直管径mmd200=，测试段长度ml10=，水温Ct= 20， 流量smQ/15. 0 3 =，水银压差计读数mh1 . 0=。试求沿程阻力系数值，并和 7-9 相比较。 7-17 一十分光洁的管道，在 6 10Re =时属于水力光滑管。使用多年后，由于锈蚀，在同 一Re数的条件下属粗糙管， 并且沿程损失 f h值比新管增加了一倍。 试求此锈蚀管道的相对 粗糙 d 值。 7-25 有一如图所示的水平突然扩大管路，已知直径cmd5 1 =，直径cmd10 2 =，管中水 流量smQ/02. 0 3 =。试求 U 形水银压差计中压差读数h。 7-28 测定一蝶阀的局部损失系数装置如图所示。在蝶阀的上、下游装设三个测压管，其间 距ml1 1 =，ml2 2 =。若圆管直径mmd50=，实测cm150 1 =，cm125 2 =， cm40 3 =，流速smv/3=，试求蝶阀的局部损失系数值。 8-12 球形尘粒密度 33 /105 . 2mkg s =， 在Ct= 20的大气中等速自由沉降。 若空气阻 力可按斯托克斯阻力公式计算，试求尘粒最大直径d和自由沉降速度 f u。 8-13 球形水滴在Ct= 20的大气中等速自由沉降，若空气阻力可按斯托克斯阻力公式计 算，试求水滴最大直径d和自由沉降速度 f u。 8-15 使小钢球在油中自由沉降，以测定油的动力粘度。已知油的密度 3 /900mkg=，直 径mmd3=的小钢球密度。若测得球的自由沉降速度 3 /7800mkg s =，若测得球的自由 沉降速度scmuf/11=，试求油的动力粘度。 2-1 1 p 2 p= 3 p 4 p 2-3 h=5m, 2 h=0.38m 2-5 0 p=9.506 4 10Pa， 0 p= 2940Pa， 2 h=22mm 2-25 1 y=0.77m， 2 y=1.40m， 3 y=1.82m 2-36 =791 3 /mkg 2-37 3 1 1 = R r 3-9 v= 0.5 max v 3-13 1 Q=2.4sm / 3 ， 1 v=9.6sm/； 2 Q=50 3 10sm / 3 ， 2 v=9.6sm/； 3 Q=30 3 10sm/ 3 ， 3 v=9.6sm/ 3-16 1 r=0.158d， 2 r =0.274d， 3 r =0.358d， 4 r =0.418d， 5 r =0.474d， )( 20 54321 2 uuuuudQm+= 5-28 gHAFR2=方向为水平向左 5-30 R F=5124N；方向向左。向下倾斜，与水平 x 轴成 42 5-34 水流作用于弯管的力 R F=333.82 N，方向为水平向左，上、下螺栓所受拉力 上 F=7.19N， 下 F=159.73 N，左、右螺栓每个所受拉力 中 F=83.46 N 5-35 反推力F=1125 N，=56.3% 5-36 1 v=28.28sm/， l=242.49m 5-37 WP67.2508= 5-38 (1)65. 2=MmN ， （2）,)(2uuvQW= uv u + = 2 6-3 gHd d d Q2 4 Re),( 2 2 2 1 =, vd =Re 6-5 224 2 (Re) 00 U AC Ud F DD =， HU0 Re =， Hv We 2 = 6-9 （1） m Q=6.26 5 10sm/ 3 ， m Q=1.06 3 10sm/ 3 7-3 7-5 F=18 N (方向向下) 7-6 f h=16.57m 7-7 v=1.802sm/ 7-8 （1）层流， （2）v=7.91 5