中国石油大学流体力学课后题答案.pdf

2014/6/3 1 工程流体力学 习题解答新版 中国石油大学石工学院 海洋油气工程系 白莉 C1-2,3,4,5,6,7,8 1-2、当压强增加5105Pa 时，某种液体的密度增长0.02%。 试求该液体的体积压缩系数和体积弹性系数E。 p=410-9（Pa-1）E=2.5108(Pa) 1-3、 V=2.37L M=138.34kg 1-4、=3.1110-5(m2/s) 1-5、=35.6mPas 1-6、h1=98mm(水)，h2=1.015mm(汞) 1-7、Vmin=0.2m3 1-8、 n 32 du 1.147 10 (/) dy N mt m=解： = UnRegistered 2014/6/3 2 C1-9,10 1-9、 F=8.54N 1-10、 一底面积 45cm50cm，高为1cm的 木块，质量为5kg，沿途 有润滑油的斜面向下做等 速运动，木块运动速度 u=1m/s，油层厚度=1mm， 斜坡角=22.62。试求 润滑油的粘度。 （=0.084Pas） 1-11、 一金属套由于自重沿垂直轴下滑， 如图所示，其间隙内充有运动粘度为 =310-5m2/s、密度为=850kg/m3的 油液。套的内径D=102mm，轴外径 d=100mm，套长L=250mm，套重 G=100N。试求套筒自由下滑时的最大 速度。（umax=4.90m/s） C1-11 UnRegistered 2014/6/3 3 C2-1 33 0.30.3 9.8 102.94 10pPag= A水 34 1 0.10.1 13.6 9.8 101.33 10hPag= 水银 30cm 10cm h A C B 344 1 2.94 101.33 101.62 10pphPa=+=+= CA 435 2.9.8 194 101. 000 9 10 A pppPa=+=+= Aa 535 ( 2.941.013 10101.042 10) A pppPa=+=+= Aa 2-1、 pphg-= AB水银 30cm 10cm h A C B 545 1 1.009 101.33 101.142 10pphPa=+=+= CA 3 3 2.94 10 13.6 9.8 10 pp h g - = AB 水银 545 1 ( 1.042 101.33 101.175 10)pphPa=+=+= CA 0.022hm= 2-1、 C2-1 UnRegistered 2014/6/3 4 2-2、在封闭容器上装有U形水银测压计，其中1, 2, 3点位于同一水平面 上，其压强关系为（）。 A. B. C.D. 123 ppp 123 ppp 123 ppp= 213 ppp1.33m UnRegistered 2014/6/3 7 C2-19,2-21 2-19、已知：G=1.47104N/m2， b=1.2m，900kg/m3（F=25.08KN） 2-21、41.03 z PkN C2-22,23,24 2-22 已知相对压强p=29430Pa, h=2m，求PAB 2-23 2-24.pV=4.59104Pa 41.03( ) ABz PPkN=- 0.17Hm UnRegistered 2014/6/3 8 C3-1 3-1已知流场速度分布， 1)属几元流动； 2)求点的加速度 解：1）属二元流动； 2） xykjyixy+-= 32 3 1 u ( , , ) 163216 (1,2,3) 333 xyz a x y za ia ja k aijk =+ =+ vvv v vvv v C3-2,3-4 UnRegistered 2014/6/3 9 3-5解：94.95t/h 3-6解：Q=0.0124m3/s v2=1.575m/s C3-5,6,7 3-7解： C3-8,3-9 3-8、d=0.068m p=-5.88104Pa 3-9、u0=7.03m/s UnRegistered 2014/6/3 10 C3-10,3-11 3-10、M=58.84t/h 3-11、d=0.033m C3-12,3-13 3-12、Q=4.1110-4m3/s i1=0.06, i2=0.1 3-13、Q=0.245m3/s v=3.47m/s p3=-2.76104Pa UnRegistered 2014/6/3 11 C3-14,3-16 3-14、(1)N=815.6w (2) 3-15、N泵=90.65kw N输入=100.72kw 3-16、R=21.33kN tan=0.94(=43.16) 5 3.904 10pPa= C3-17,3-18 3-17、R=31.53kN tan=0.25(=14.06) 3-18、R=381N UnRegistered 2014/6/3 12 C3-19，20，21 3-19、R=-384.2kN 3-20、 F=456.46N 3-21、F=31.48N 100,/0.85,20,6.7, oil dmmtCcStrru= o 层流， 问：平均流速不能超过多少？流量为多少吨每小时？ C4-1,2 4-1、 ( vmax=0.134m/s M=3.22t/h) 4 4 40,4 / ,120,2 10/ , 240,0.5 10/ , dmm QL stCm s tCm s u u - - = = o o ）流态？ ）流态？ 4-2、 （1）层流 （2）紊流 UnRegistered 2014/6/3 13 C4-3,4 4-4 4-3、 4-4、 = C4-9，4-10 4-9、 (v=0.225m/s） 4-10、 （lm=2.5m,vm=1.12m/s） /0.969,484,75,5/ . 50,0.15, oil cP dmm vm s dmmSt rrm n = = 用空气做模拟试验， 气体管道直径空气的运动粘度保持动力相似， 气流速度应为多少？ 22 400,5/ ,50 ,1, , nnm nm Am vm s lmAm FrFr = = 船模试验。模型 若求模型长度及模型航速。 UnRegistered 2014/6/3 14 D=400mm,umax=4m/s,求v=?rv=u=? 解： 4-15、 解： (1)v=0.0153m/s,p=2.83Pa (2)p2=112.58Pa 4-13、 C4-13，15 -5 22 7807.5 10 Pa S,12.2m,1.26cm 1) ? 2) 0.63cm,12.2m? oil lD vp Dlp rm= = D = =D= ， ， C4-16,4-17,4-18 4-16、Q=0.025m3/s , =19.44 4-17、 (1)p=4.7105Pa (2)p1=4.96106Pa 4-18、 21 /0.850 10, 1 210,20 ,1 oil 2 QL/sDmm cSt Lkm zzm pat rr n = = =-= 柴油，沿150管线流动， ）求每公里管线上的压降。 ）,则起点应具备的压头？ UnRegistered 2014/6/3 15 C4-20 4-20、(1)hw=0.494(m) (2)p2=-23.48kPa (3)N=36.7kw 0.1atm 5-1、i=0.01 5-2、 C5-1，2，3 1 2 2003(0.2),0.9,1.09, 0.42,90 / DmmLkmmm sSt St Mt h n n =D = = 已知：， 。求:沿程损失各为多少？ 解: UnRegistered 2014/6/3 16 5-4、 5-5 求图示串联管路按长管计算 所需的水头H=? (H=7.4m) 9.5,0.9,1.125,40 / ,?isSt Mt h Dn=设计： 解: C5-4，5 H1 1 1 1000 250 0.025 Lm Dmm l = = = 2 2 2 500 200 0.026 Lm Dmm l = = = 25 /qL s= 25 /QL s= C5-6,7 5-6、Q=100L/s,确定Q1,Q2 及AB间的水头损失 Q1=0.045m3/s Q2=0.055m3/s hf1=4.29m 5-7、Q1=4.4510-3m3/s Q2=20.5510-3m3/s hf=6.293m 1 1 1 1000 250 0.025 Lm Dmm l = = = 1 Q 2 2 2 900 300 0.024 Lm Dmm l = = = 3 3 3 300 250 0.025 Lm Dmm l = = = Q 2 Q UnRegistered 2014/6/3 17 C5-8,9 5-8. CD管由A、B联合供水， Q0=100L/s,求Q1，Q2，d2 Q1=0.034m3/s Q2=0.066m3/s hf1=0.242m 5-9. 1)Q=0.093m3/s,i=0.012 2) A 20 m B 19 m C D 5 m 121 211 257,0.86,630 ,50, 2,1)?2)10305,? Dmm scStzzm pat patQikmDmm QQ n=-= =-= 原油， 求变径 C5-11,12,13,15,16 5-13. 保证自流式虹吸管中液体流量， 只计沿程水头损失，已知： 保证层流，d 应为多少？l/2处A断面 上的极限真空为hV=5.4m 水柱，输油管在贮油池油面以上的最 大允许高度hmax=？ (d=0.055m,hmax=4.99m) 5-15.Q=0.0084m3/s) 5-16. (Q=0.00363m3/s) 33423 1 10/ ,2 ,44 ,10/ ,900/Qms hm lmmskg mnr - = h1 h 1/2l, d A 1/2l, d d=0.03m,圆柱形外管嘴。管嘴内的真空度1.5m，求Q 5-11、h=231mm, =187.5mm水柱 5-12、pM=13.137m水柱 g A p UnRegistered 2014/6/3 18 C5-17,5-18 5-17已知x=4.8m,y=2m,H=3m 求：孔口的流速系数 (=0.98) 5-18. d1=0.008m, d2=0.01m, d3=0.006m,H=1.2m， h=0.025m,求Q 、h1、h2。 Q1=Q2=Q3=1.13510-4m3/s h1=0.27m,h2=0.16m H p0 y x C5-19,5-20 5-19.水从封闭水箱上部直径d1=30mm的孔口 流至下部，然后经d2=20mm的圆柱行管嘴 排向大气中，流动恒定后，水深h1=2m， h2=3m，水箱上的压力计读数为4.9MPa， 求流量Q和下水箱水面上的压强p2，设为定 常流。已知： (Q=3.1110-3m3/s ) 5-20.圆台形容器如图所示，液体经过容器底部 直径d的小孔口流出，求容器排空及排出液 体深度的1/2时所