流体力学计算题练习.doc

.练习题hpap0h1h2r1r2r31. 如右图所示，在一密闭容器中，上部装有密度r1=0.8103 kg/m3的油，下部为密度r2=103 kg/m3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r1=13.6103 kg/m3。求密闭容器中油液面上的压强p0。2. 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，在其温度范围内水的膨胀系数为T9104 1/，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 MPa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M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。5. 已知流体运动的速度场为：，试求t=2时过点处的流线方程。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h50cm，H3m，管道直径D25mm，0.02，各局部阻力系数分别为10.5，25.0，31.0，求：为维持稳定的管中流速V1m/s，下水箱的液面压强应保持在多少Pa?hABAhB7. 右图为毕托管示意图。液体自左向右流动，直管和直角弯管直接插入管道内的液体中，弯管开口迎着流动方向。测得A点的液柱高度为hA =170 mm，B点的液柱高度为hB = 230 mm，已知液体的密度为r =990 kg/m3，忽略阻力损失，试计算管内液体的流速uA。H8. 如右图所示为一壁厚可以忽略的大容器，在其下部开一直径为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。Hld9. 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l = 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l =300m、内径d =200mm的铸铁管输送密度r = 880 kg/m3的油液，测得质量流量qm = 8.80104 kg/h。设冬季油液的运动粘度n1=109.210-6m2/s，夏季运动粘度n2=35.510-6m2/s，试确定冬、夏季输油管路以油柱高度表示的水头损失hl。 注：若流动状态为湍流，可取l = 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时水的运动粘度 n=1.30610-6m2/s，求沿程阻力损失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，求未知液体的密度（已知水和水银的密度分别为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）的管子定常出流，为出口面积，是出口在水箱液面下的深度，问要吸上深为的同种液体，应为多少（不计损失）？14. 已知流体运动的速度场为：，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p0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u，如读数h60mm，求该点流速。17. 如图所示输水管经三通管分流。已知管径分别为d1=200mm、d2=100mm和d3=150mm,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v3.18. 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。1. 解：以水银柱下面为等压面，列平衡方程： 则：2. 解： 已知V8m3，t50，T9104 1/。(1) 由(111)式，得膨胀水箱的最小容积为 3. 解：因： 故：等温压缩系数： 则体积模量： 4. 解： 已知pm1=100kPa，pv2=3.5mH2O。根据题意可知 ， 5. 解：，推得：6. 解：以下水箱液面为基准面，列两液面的伯努利方程：沿程水头损失：局部水头损失：总水头损失：所以，得：hABAhB7. 解：以管道中心线为零势能面，列伯努利方程： 又知：， 代入得： 则：H8. 解：显然是薄壁小孔口淹没出流。其流量： 对于厚壁孔口，Cr =0.60（取0.600.62皆可） 代入数据，得： 于是，孔口流速为： Hld9. 解：本题中ld = 4012=3.33，可知该孔口为厚壁孔口。 孔口出流流量计算公式为： 对于厚壁孔口，Cr =0.82 代入数据，得： 于是，出口流速为： 10. 解： 判断流态： 流量：qV = qm/r = 8.80104/880/3600 = 0.0278 m3/s 流速：u = qV/A= 0.0278/(3.140.202/4)= 0.884 m/s 冬季雷诺数：Re1= ud/n1 = 0.8840.2/(109.210-6) =16192320（湍流） 水头损失（以油柱高度表示）： 冬季：hl1 =l1 (l/d) (u2/2g) = (64/Re1) (l/d) (u2/2g) = 2.366 m（油柱） 夏季：hl2 =l2 (l/d) (u2/2g) = 2.390 m（油柱） 11. 解：雷诺数沿程阻力损失系数：沿程阻力损失：12. 解：如图，设大气压为p0，以图中2点为基点，则： 因此，解得： 909.03513. 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： (b) （2）水箱高位与1点之间列伯努力方程得 (c) （3）1点要吸上深度为h1的液体，则必须： (d) 解上述3个式子，从(a)得：根据(b)得：从（c）得：，代入(b)得：因此：，即：14. 解：根据流线方程，因此得：，即： 上述方程解得： 由t=2时过点，C=9，则流线方程为：15. 解： 已知d1，d2，h。依题意，列吸水管的静力学方程，得 列1、2两截面