工程流体力学习题课

1、工程流体力学 安全科学与工程系工程流体力学工程流体力学第第1-31-3章章工程流体力学 安全科学与工程系习题课习题课某输水管安装的文丘利流量计，当其汞-水压差计上读数h =4cm，通过的流量为2 L/s，分析当汞水压差计读数h =9cm，通过流量为（ ）L/s。答案：3.工程流体力学 安全科学与工程系习题课习题课已知流场的速度分布，该流场属于（ ）元流动，其在（3，1，2）点的加速度表达式 。答案：三； 27964aijk2232vx y iy jz k工程流体力学 安全科学与工程系习题课习题课边长为1m的封闭立方形箱子，一半充水，另一半充油，油的比重为0.75，当箱子以0.5g加速度竖直向上

2、时，底部与顶部的压强差为 Pa。答案：12862.5工程流体力学 安全科学与工程系习题课习题课已知液体中流速沿y方向分布如图(a)、(b)所示，假设图(a)流速梯度呈现线性变化规律，试根据牛顿内摩擦定律，定性绘出切应力沿y方向的分布图。uuyuuyy0=0y工程流体力学 安全科学与工程系习题课习题课当压强增加5104Pa时，某种液体的密度增长0.02%，求该液体的弹性系数。0dVVddMVMddVVPadpddpVdVEp84105 . 2105%02. 01111工程流体力学 安全科学与工程系习题课习题课已知：一圆柱形容器，直径D1.2m，完全充满水，顶盖上在r00.43m处开一小孔，当此容

3、器绕其立轴以转速n旋转时，敞口测压管中的水位a0.5m，顶盖所受的静水总压力为零。求n。已知：D1.2m，r00.43m，a0.5m求：n工程流体力学 安全科学与工程系习题课习题课工程流体力学 安全科学与工程系习题课习题课工程流体力学 安全科学与工程系习题课习题课7、闸门宽1.2m，铰在A点，压力表G的读数-14700Pa，在右侧箱中装有油，其重度08.33KN/m3，问在B点加多大的水平力才能使闸门AB平衡？工程流体力学 安全科学与工程系习题课习题课解：把p0折算成水柱高：相当于液面下移1.5m，如图示虚构液面则左侧：压力中心距A点：3.1121.11m 右侧： mph5 . 1980014

4、7000 NAhPc7056022 . 11298001mAhJhhcccD11. 311. 0322 . 131222 . 11231KNAhPco992.192 . 122233. 82mAhJhhcccD33. 122 . 111222 . 1132工程流体力学 安全科学与工程系习题课习题课设在B点加水平力F使闸门AB平衡，对A点取矩 MA0即 ABFhPhPDD2211KNF87.25233. 1992.1911. 156.70工程流体力学 安全科学与工程系习题课习题课一示压水箱的横剖面如图所示，压力表的读数为0.14个工程大气压，圆柱体长L1.2m，半径R0.6m。求：使圆柱体保持如

5、图所示位置所需的各分力（圆柱体重量不计）。工程流体力学 安全科学与工程系习题课习题课水平分力：垂直分力：NAhPxcx2 .119952 . 16 . 07 . 19800NVPz8 .1320133912. 0008. 1980046 . 02 . 12 . 16 . 04 . 198002压工程流体力学 安全科学与工程系习题课习题课有一压力贮油箱其宽度（垂直于纸面方向）b =2m，箱内油深h1= 1.9m，相对密度为0.8，油下面水的深度h2= 0.4m，箱底有一U型管水银测压计，其读数h =0.5m，试求作用在半径R =1m的圆柱面AB上的总压力的大小和方向。222291.7396.20

6、132.9()xzPPPKN1191.73tantan43.696.20 xzPP工程流体力学 安全科学与工程系习题课习题课一弯管水平放置，已知：d1 =d2=200mm，管轴线在同一水平面内，管中通过流量Q=0.1 m3/s，1-1断面压强p1 =19.6 kN/m2，l-1、2-2断面间的水头损失为1m，求水流对弯管的作用力。p 222工程流体力学 安全科学与工程系习题课习题课连续性方程：列l-1、2-2断面间能量方程：得，p2=9.8 kN/m2控制体，受力分析如图：185. 32 . 01 . 0442221dQfhgpzgpz222222211118 . 908 . 96 .1902

7、p，615. 06 .1942 . 042121pdP308. 08 . 942 . 042222pdP工程流体力学 安全科学与工程系习题课习题课列x方向动量方程：解得：R=1.56kN即水流对弯管的作用力大小为1.56KN，方向水平向右。)185. 3185. 3(1 . 01308. 0615. 0)(1221RQRPPFx工程流体力学 安全科学与工程系习题课习题课液体的粘性主要来自于液体（ ）（a）分子热运动；（b）分子间内聚力；（c）易变形性；（d）抗拒变形的能力。解：（b）液体的黏性主要由分子内聚力决定。工程流体力学 安全科学与工程系习题课习题课如图所示，容器内表压p00，液体密度为

8、，试定性绘出封闭容器侧壁AB上的压强分布，并注明大小。工程流体力学 安全科学与工程系习题课习题课已知半径为R圆管中的流速分布为 ,式中c为常数。试求管中的切应力与r的关系。22= (1)rucR=dudy2222= (1)drrccdrRR 【解】根据牛顿内摩擦定律则 工程流体力学 安全科学与工程系习题课习题课容器中装有水和空气，求A、B、C和D各点的表压？34342223232()()()(2)MAMBMAMCMBMDMCpg hhppg hhhghppghppg hhg hh 工程流体力学 安全科学与工程系习题课习题课油罐内装有相对密度为0.7的汽油，为测定油面高度，利用连通器原理，把U形

9、管内装上相对密度为1.26的甘油，一端接通油罐顶部空间，一端接压气管。同时，压力管的另一支引入油罐底以上的0.4m处，压气后，当液面有气逸出时，根据U形管内油面高度差h=0.7m来计算油罐内的油深H= ?工程流体力学 安全科学与工程系习题课习题课【解】选取U形管中甘油最低液面为等压面，由气体各点压力相等，可知油罐底以上0.4m处的油压即为压力管中气体压力，则00(0.4)goopg hpg H 1.260.70.40.41.66 m0.7goohH工程流体力学 安全科学与工程系习题课习题课图示一个直径为1.2m的钢球安装在一直径为1m的阀座上，管内外水面的高度如图所示。试求球体所受到的浮力。【

10、解】分析如图所示1232()4 (0.50.5)3 5.016kNZPg VVgR工程流体力学 安全科学与工程系习题课习题课水车长3m，宽1.5m，高1.8m，盛水深1.2m，见图2-2。试问为使水不溢出，加速度a的允许值是多少。【解】根据自由夜面（即等压面方程）0sax+ gz 29.8(1.81.2)3.92m/s1.5sgza=x工程流体力学 安全科学与工程系习题课习题课某一平面流动的速度分量为ux=-4y，uy=4x。求流线方程。【解】由流线微分方程xydxdyuudxdyyx22xyc工程流体力学 安全科学与工程系习题课习题课用直径200mm的管输送相对密度为0.7的汽油，使流速不超

11、过1.2m/s，问每秒最多输送多少kg？【解】由流量公式可知24mdQv233.140.21.20.7 1026.38 kg/s4mQ工程流体力学 安全科学与工程系习题课习题课管路阀门关闭时，压力表读数为49.8kPa，阀门打开后，读数降为9.8kPa。设从管路进口至装表处的水头损失为流速水头的2倍，求管路中的平均流速。【解】当管路阀门关闭时，由压力表度数可确定管路轴线到自有液面的高度H当管路打开时，列11和22断面的伯努利方程，则pHg22222000222pvvHggg2225.16m/s3ppv工程流体力学 安全科学与工程系习题课习题课一变直径的管段AB，直径dA=0.2m，dB0.4m

12、，高差1.0m，用压力表测得pA=70kPa，pB=40kPa，用流量计测得流量Q=0.2m3/s。试判断水在管段中流动的方向。220122AABBwA Bpvpvhgggg 22102ABABwA Bppvvhgg 工程流体力学 安全科学与工程系习题课习题课在斜管微压计中，加压后无水酒精（比重为0.793）的液面较未加压时的液面变化为y=12cm。试求所加的压强p为多大。设容器及斜管的断面分别为A和a，解：加压后容器的液面下降1001Aa1sin8习题 .142图Apyap=0时液面hyhA( sin )( sin)yapyhyA0.120.120.793 9 810 ()126Pa8100工程流体力学 安全科学与工程系习题课习题课泄水管路如附图所示，已知d1=125mm，d2=100mm, d3=75mm, 汞比压力计读数 h=175mm, 不计阻力，求流量和压力表读数。【解】列11、22断面的波努利方程列压力表所在断面和出口断面的伯努利方程22112212022pvpvzzgggg121212.6()pphzzg 112