流体力学习题

工程流体力学 习题 第二章 习 题 2 3 有一如图 2 3 所示的鉴定压力表的校正器 器内充满油液 油的体积压缩率 4 75 10 10m2 N 用手轮旋转密封良好的活塞 已知活塞直径 D 10mm 旋进螺 t 2mm 在 0 1MPa 时的油液体积为 V0 0 2L 问手轮应旋进多少圈 才能造成 20MPa 的油压 答 n 12 1 圈 2 6 如图 2 6 所示 有上下两块平行圆盘 直径均为 D 在间距为 的缝隙中充满动力粘 度为 的液体 若下盘固定不动 要想使上板以等角速度 旋转 问需施加多大的力矩 M 答 M D2 32 2 7 两种不相混合液体的交界面为 A A 两种液体的动力粘度分别为 1 0 14Pa s 2 0 24Pa s 两液层厚度分别为 1 0 8mm 2 1 2mm 如图 2 7 所示 假设两种液体中的 速度分布均为直线规律 试求使底面积 A 1000cm2 的平板以 0 0 4m s 的匀速运动所需的力 答 F 3 73N 第三章 习 题 3 2 盛水容器形状如图 3 23 所示 已知 h1 0 9 m h2 0 4 m h3 1 1 m h4 0 75 m h5 1 33 m 求各点的表压强 答 p1 0 p2 4 90 kPa p3 1 96 kPa p4 1 96 kPa p3 7 64 kPa 1 3 4 如图 3 25 所示 直径 D 0 8 m d 0 3 m 的圆柱形容器自重 1000 N 支承在距液面为 b 1 5 m 的支架上 由于容器内部有真空 将水吸入 若 a b 1 9 m 求支架上的支承力 F 答 F 4013 N 3 7 如图 3 28 所示 边长 b 1 m 顶部敞口于大气水箱 盛水深度 h 0 75 m 容器以匀加 速度 ay和 az水平向右 铅垂向上运动 ay和 az大小相等 并使水达到即将外溢的的极限状 态 试求加速度的大小及容器底角 A B 两点的压强 答 ay az 9 81 m s2 pA 19620 Pa pB 9810 Pa 3 8 如图 3 29 所示 直径 D 1 2 m 长 L 2 5 m 的油槽车 内装密度 900kg m3 的石油 油面高度 h 1 m 以 a 2m s2 的加速度水平运动 试求侧盖 A 和 B 上所受油液的作用力 答 FA 12529 6N FB 7409 1N 3 9 如图 3 30 所示 一圆柱形容器 直径 D 1 2 m 完全充满水 在顶盖上 r0 0 43 m 处 开一小孔 敞口测压管中的水位 a 0 5 m 问此容器绕立轴旋转的转速 n 为多大时 顶盖所 受静水总压力为零 答 n 427 r min 第四章 习 题 4 9 如图 4 10 所示 管路 AB 在 B 点分为 BC BD 两支 已知 dA 45cm dB 30cm dC 20cm dD 15cm A 2m s C 4m s 试求 B D 答 B 4 5cm s D 10 6m s 4 10 三段管路串联如图 4 11 所示 直径 d1 100cm d2 50cm d3 25cm 已知断面平均速 度 3 10m s 求 1 2和质量流量 流体为水 答 1 0 625m s 2 2 5m s 2 4 9kg s m q 第五章 习 题 5 1 水从铅直圆管向下流出 如图 5 23 所示 已知 d1 10cm 管口处的水流速度 v1 1 8m s 试求管口下方 h 2m 处的水流速度 v2和直径 d2 答 v2 6 5m s d2 5 2cm 5 2 水箱侧壁接出一直径 D 0 15m 的管路 如图 5 24 所示 已知 h1 2 1m h2 3 0m 不计任何损失 求下列两种情况下 A 点的压强 1 管路末端安一喷嘴 出口直径 d 0 075m 2 管路末端没有喷嘴 答 p1 17400Pa p2 29400Pa 5 6 有密度 900kg m3的油液 在铅直管道中流动 如图 5 28 所示 已知管道直径 d 0 2m 在相距 L 20m 的 1 2 两点处测得 p1 0 196Mpa p2 0 5886MPa 试问油液流动方 向如何 水头损失多大 答 向上流动 hf 24 4m 油柱 5 10 如图 5 32 所示 将一平板垂直探人水的自由射流中 设平板截去射流的部分流量 qv1 并引起射流的剩余部分偏转一角度 已知射流速度 v 30m s 总流量 qv 36L s 平 板所截流量 qv1 12L s 不计重力及流动损失 求射流加于平板上的力和偏转角度 答 F 456 5N 30 5 11 如图 5 33 所示 一带有倾斜光滑平板的小车 逆着射流方向以速度 u 运动 若射流 喷嘴固定不动 射流断面为 A 流速为 v 不计小车对地面的摩擦 求推动小车所需要的功 率 5 13 如图 5 35 所示 在离心水泵的实验装置上 测得吸水管的表压强为 p1 3 3 92 104Pa 压水管上的表压强为 p2 27 468 104Pa 已知 d1 30cm d2 25cm h 1 5m qv 0 1m3 s 试求水泵的输出功率 答 P 32 96kW 第六章 习 题 6 1 油船长 60 m 吃水面积 400 m2 船速 6 m s 现用模型在水中进行实验 模型吃水面 积 1 m2 若只计重力影响 求模型长度及船速 答 Lm 3 m vm 1 34 m s 6 2 实船的航速为 37 km s 欲在水池中用模型测定它的兴波阻力 设模型尺寸是实船的 三十分之一 问模型在水中的速度应为多少 若测得模型的阻力为 10 N 则实船阻力为多 少 答 vm 1 876 m s Fp 27 104 N 6 3 推导不可压缩流体中流线型潜体所受阻力的表达式 已知阻力 F 与物体速度 v 尺