流体参考资料计算题

1、1、义管间距L=0.07m的U形管放在车内。车等加速水平直线运动时，U形管两 端高度差H=0.05m,求车此时的加速度。L Fatan a =g2、滚动轴承的轴瓦长L=0. 5m,轴夕卜径 =0.146心 轴承内径D=0.150m,其间充满动力黏度“ = 0.8Pas的油，如图所示。求轴以n= 300r/min的转速匀速旋转时所需的力矩。T =叭=pmlLdyv 0D-d= 210N3.如图，在两块相距20mm的平板间充满动力粘度为0. 065Pa s的油，如果 以lm/s速度拉动距上平板5mm,面积为0. 5m的薄板（不计厚度），求需要的拉 力uH _h=2.177VT = T+T2 =86

2、7N4、用复式U形管差压讣测量A、B两点的圧力差。已知：/?! = 300/77/h也=500”。水 = 1000 kg/in ,水银内 pm = 13600 kg/iff , p = 800 kg/m 。求 pA -。Pb 一 妙力一 Pgh、+ 您(力| +A/ + /?2) = pAPa 一 Pb = -32144 Pa3、有一敞口容器，长厶=2米，高H=l5米，等加速水平直线运动，求当水深分别为1. 3米和0. 5米时，使容器中的液体开始溢出的最大加速度。atan a =gtana =2(/7-/?)L2(/7-/?)L=1.96?/a = - q = in2 /s8aHtcin a

3、=Sx6、有一敞口容器，长2米，高13米，宽B二lm ,等加速水平直线运动，水深 0.5米。求使容器中的液体开始溢出的加速度。hL = xH x = 1.54/7?2tana = tana = a = 82.7 m/ s2gX7、有一如图所示的容器等加速直线运动，厶=15?、厶2 =05八力严lm、/s=08m。 问加速度为多少时，容器中间的壁面受到的液体总压力相等。x厶/?i h X 厶丄厶+厶220a xtan a =g厶2分狞皿8、有一敞口容器，长L=2米，高77=1. 5米，宽B二lm ,水深/?为1.3米，等 加速水平直线运动，求（1）使容器中的液体开始溢出的加速度。（2）当加速 度

4、为a = m/s2时，求水对后壁的作用力tan a =g2(H _ h)L= 0.2Xtana =x =0. m9.8F = phh：A = phh + x-( + x)3 = 9604N9、有一敞口圆筒，筒髙H二0.5m,直径D二03m筒中水深h二0. 4m。绕圆筒垂直 轴心线旋转，求(1 )转速为多少水面恰好达到容器上缘？( 2)转速为多少 筒底露出？(1)hD2/4 Zs 1/2= n D2/4 - (H-h) zs = 2(H-h) = 0.2m2d.67=13.21/5n=3 60/2 n =126r/min Zs 二0.52 D .-h G)= (2gZs)7r=20. 87n=(

5、- 60/2 n =199. 4r/min10、有一堤坝，其侧壁受到水的作用力；若水深H二4m,侧壁与水平面成a = 60。角，求水作用在单位宽度侧壁上总压力的大小、方向及作用点。F = pShcA = pS 2 sinaB = 9.O5KN总压力作用点= yr+ = - yrA 3 sin距液而深度2.67m垂直指向壁而11、有一容器如图：底部有一半球形突起，球半径为R=lm,距液面距离为h二3m, 求液体（水）作用在半球面上的总压力。（不计大气的压力）.水平方向力为零垂直方向2V.=方?2（力+ /?） 二欣=10.47,F = pgVp=S6KN12、有一封闭容器高h=0.3m,顶部有一

6、半径R=O.lm的半圆柱，尺寸如图。若压 力表读数为98KPa,求水对顶部半圆柱的总压力（容器宽度b取lm讣算）。hh水平分力为零hr = = mPg.个vp = 2R(F - h) 一冰 2 =o243屛2F = pgj =1218N作用点方向如图13、如图所示，水流稳定地通过一水平收缩弯管，已知截面的压力表读数为 /?1 = 300kPa , 0 =300mm,引=2m/s,截面D2= 100mm,试求螺栓所需承受 的水平拉力。（不计流动损失）A, =-J,2 =0.00071/4A. =-d = 0.00007&7,qv = 0.00142 m3 Is4 -vAx = v2A2v2 =

7、182?/spqY (v2-v1) = F1000 x 0.00142x (-1 &2 - 2) = FF = 2&687V2 2zl + + = z2 + + hwp2 = 36.36kPapg 2gpg 2gPA +p2A2 +R = F7? =-116.27V作用力与反作用力厂1162N14、高压水枪入口直径山二0.04m,出口直径为d2=0. 02m,以. =6.28厶/s流量水 平射向大气，并冲击在一平壁上，如图，若不计损失，求固定水枪的力和射出的 水流对平壁的力。冋(“2 一) = F1000 x0.00628x(20-5) = FF = 94.2N刃 + 厶 + J = z2 +

8、邑+ F + ,nvpg 2gpg 2gA + X2 = 221卩2=i87.5RPdpg 2g 2g= F /? = -141.3N作用力与反作用力41.33N(2) P/H)= FP7,(0-v2) = FF = -125.6N15、高压水枪入口直径dx=0. 04m,出口直径为20. 02m,以qv=6.2SL/s流 量水平射向大气，并冲击在一平壁上，如图，若不计损失，求固定水枪的力。仏争2霭V2=2Dmfs/r(v2-v|) = F1000 x0.00628x(20-5) = FF = 94.2N刃+厶+心=2 +厶+亡+加 代 2gpg 2g+ = “，=187.5Pg 2g 2gp

9、A + R = FR = 141.3N作用力与反作用力-141.33N16、如图所示屮、乙二容器，容器内液体密度为,屮容器出口射流冲击到平板 上，正好堵住乙容器的出口后、沿板平行方向流出。若中容器液深H,出口管径 D,乙容器出口管径，已知D = 06d,求乙容器液深h?Pfi 2gpg 2g巾=j2gH皿（0 ”2）=尸ttD22gHh = 0.72H17、有一水箱，底部有一岀口管径d=0. 03m喷嘴，喷嘴中心距水箱液面高度 H二6叫 喷嘴出流垂直射向一平板，求出流对平板的作用力（不计损失）。!)/zl + + = z2 + 4- + hw 2gpg 2g2=丽冋(一2)= FF = -pp

10、2H=83.08/V18、如图平面放置的喷水器，水从转动中心进入，经转臂两端的喷嘴喷出。两喷 嘴直径均为=0.03加。喷嘴1和2到转动中心的臂长分别为& =200加“和 尺2=300。若总流量 =2.8厶/s。不讣摩擦阻力、流动能量损失和质量力。求（1）喷水器的转速机（2）若想固定喷水器，需多大力矩。C加厂=2xV = 1.98/77/5动量矩左理(1) pqv(y-coRx)Rx + 內、(v-拆上疋? -0 = 0 2 26? = 7.6-= 0 连续 dx dy 1 dii. Qu 1吆飞（莎一歸右（一心有旋y/ = j-uvdx + utdy =xy2% =几一0八=4一05 = 35

11、亦/$25、有一不可压流体平面流动,vv = x , vv = -y , （1）求其流函数：（2）证明是无旋流动；（3）求其速度势函数；（4）若流体密度p = 8OOkg/m5? A（0, 1） 点压强为lOKpa,求B（l,2）点压强。0 = -uydx + uxdy = xyco,=丄(竺竺)=丄(0-0) = 0 无旋2 dx dy 2 (p = u /lx + u KdyVv = X , Vy = -y ,v4= (0-1) = 1 vB= (1,-2) = a/5Pg 2g pg 2gp2 = 8399 Pa26、有一不可压缩平面连续流动，速度分布为ux=x2-xy, us =ay2

12、-2xy o（1）求常数a； （2）证明流场有旋流动（3）求流函数肖27不可压缩流体平面流动速度分布为“ =2xy + x , uy =x2 -y2 - y9（1）证明满足连续性方程（2）证明流动无旋，并求速度势函数。（3）点（1，1 ）与点（0, 3）是否在同一条流线上，为什么？dudu v(1) + = 2y + l-2y-l = 0 连续屮严屮B 不在同一条流线上28、不可压流场的流函数为屮=.丁（ 1 ）证明流动连续（2）证明流动无旋,并求速度势函数。 TOC o 1-5 h z dll/dll/=xuy = -ydyy dx些+jdx dydu、. 6“1=-(-) = -(0-0)

13、 = 0 无旋oxdy2卩=j* iiXdx + “ i 心=? _ 寸29、有一不可压流体平面流动，g r7= -y, (1)证明连续(2)求其流函数;(3)证明是无旋流动；(4)求其速度势函数(p = fw dx + udy =丄J22些+jdx-uxdx + uxdy = xy1 cu v du1q =(-)(o o) o 无旋2 ox dy230、二维不可压有旋流场二如，v7=-xy,证明流场满足连续求点(1,2)旋转角速度求流函数。求过A (1, 1) B (2, 2)两流线间单位宽度上的体积流量。些+些=2小-2卩=0dx dy必一屮 =7.5/?2 Is31、不可压缩流体平面流动

14、速度分布为“、= -y,(1)证明满足连续性方程(2)证明流动无旋，并求速度势函数。(3)求流函数。du On v+= 1-1 =0连续dx dy TOC o 1-5 h z duy du1=-(-T-) = -(0-0) = 0 无旋oxcy2urdxuvdy =J ” 220 = J - uydx + uxdy = xy32、不可压平面流动速度势函数为0(1)证明流动连续；(2)点A(l,2)与点B (2, 1)是否在同一条流线上？为什么？=丝=2“1=空=6dxdx dy连续肖=1 _ uydx + uxdy = 2xy + y/ = 6 屮严5不在同一流线上33、已知大容器中空气的温度

15、为25C,压强为60KPa,空气流从出口截面为10cm2 的渐缩喷管中排出，试求在等燔条件下外界环境压力为40KPa. 20 KPa时，出口 截面处的速度和温度各为多少？（气体常数R=287J/kg -K,绝热指数为k=1.4）Po心（由戸5Per Pbp2 = pcr = 341 .IKPaT) = 248.3K2K + is =cy = ) KRT、= 316m/ s34、有一贮气箱上接一个喉部面积lOcnC出口面积18cm缩放喷管，箱内空气 通过喷管绝能等燔排出。已知箱内温度15C,压力a=3X10Pd,气体常数R = 287J/kg K,绝热指数为k=l. 4o试求最大质量流量。pcr

16、=5SAKPa%=c=)KRT“ = 310.5加/s- = RTpcr = 2.3kg/m3P = pcrAvcr=0.74kg/s35.某缩放喷管出口截面胎二3,直径丛二0.2m绝对压力p： = 5000Pa,空气温度 2=T60C。试按一元等爛流动计算Ma=l时的温度、压力、密度和速度。MujKRT2Ma?KRT= 2p2 = pcr = 91 AS kPaRTX +pcr = l286kg/?、”“=3696KPd=RTcrPer36、罐中空气的绝对压力po=7OOkPa, to=4O C,通过一个喉部直径d=25mm,岀 口截面直径d二40mm的拉伐尔喷管向大气喷射，若出口产生正激波

17、，求此时质量流 量。(R=287J/kg K,k二 1.4)喉部临界人r=c=)KRTc=324sRT Ppcr= 4.93kg/m3% = PerAvcr=O.lkg/s37、罐中绝对压力po=7OOkPa, to=40 C的气体，通过一个喉部面积10cm出口 面积26cml的缩放喷管进行喷射，若在扩张段面积16cm处产生正激波，求此时质量流量。(R=287J/kg K, k=l. 4) 扩张段激波，喉部声速，达临界Pr=3696KPuT(r= 26O.SKvcr=KRTcr =324/h/5=RT pcr = 494kg/mP4、= P“A%=6kg/m38、某缩放喷管出口截面胎二3,直径

18、丛二0.2m,绝对压力p： = 7000Pa,空气温度 為=-70C。试按一元等爛流动计算Ma = 2截面上的温度、压力和密度。(气体常数为 287J/ (kg - k),定矯指数为 1.4)2 2 / V1 / 卩 /?! + =爪 + 亠2 2叽 KJ Jr+ 吠 KRT,-1 2T2 =3158Kp2 = 32.S7 kPap2 = 0.363 kg/ nr39、已知大容器中空气的温度为500k,压力为200KPa,空气山喷管中等嫡排岀,若要出口压强为20kPa,应采用何种形式喷嘴？并求出此时速度、温度、密度。/?)d (市)d 0.528“yP2 v+= - ycA 3 sin a右侧

19、：F. = pgh A = pg- B = 22.63KN 2 sincr总压力作用点=7+= - ycA 3 sin a总压力大小F-F2 =67.89 N1分fl = fl-fl2L = 1.8/72 距底部长1.8m1分垂直指向壁面1分2、hL = -xH2x = 1.54/n2分tan a =gHtana =X2分a = 82.1m/s22 分1、有一堤坝，其侧壁受到水的作用力；若水深H二4m,侧壁与水平面成 = 60角, 求水作用在单位宽度侧壁上总压力的大小、方向及作用点。（8分）4分距液而深度2.67m3分垂直指向壁而3、垂直煤气管道，截面1压力表读数lOKPa,截面2压力表读数为

20、多少？（若截面1、2高度差90m,煤气密度0. 9kg/m空气密度1. 2kgZ ） （6分）勺+匕+ 4 宁=G+厶+色卩+九他 2gpg 2g（1分）o+ +阳= +隹+沧PSPgP&2 = P+0gh_pgh（2分）（2分）/? 2 =10.3446/（1分）1 .两水池隔墙上装一半球形堵头，如图。已知：球形堵头半径R = 0Am, U形测 压管读数h二300mm。求：（1）水位差AH： （2）半球形堵头所受液体总压力的大 小和方向。（8分） Pg STPa Vk水R1、设左侧液面至测压管髙度hPgh + Pgh = pg（h + h + H）H =ih-h = 3 浪 m PFl=pghciAx=pg-Ax匚=PghuA、=您牛人 TOC o 1-5 h z Fx = pgg-hJAx = pgHA =9.8x1000 x 3.78=18.6KN2 分垂直方向v 2?_2_ = of =q 压力为零 2分p 33乙总压力为18. 6KN,水平向左1分 2、有一敞口圆筒，筒高H二0.5m,直径D二03m筒中水深h二0. 4m。绕圆筒垂直 轴心线旋转，求（1 ）转速为多少水面恰好达到容器上缘？（ 2 ）转速为多少筒 底露出？ （7分）(1)hD2/4*Zs- 1/2= n D2/4 (H-h) J = 2