流体力学总复习资料

本文格式为Word版，下载可任意编辑——流体力学总复习资料复习题1、画图题（绘出AB曲面上的压力体）实压力体EE’A虚压力体EE’D’D实压力体D’DBB’2、计算题如右图，直径为的圆柱，固定不动。内径为的圆筒，同心地套在圆柱之外。二者的长度均为。柱面与筒内壁之间的空隙充以甘油，转动外筒，转速为=100r/min，测得转矩为。求甘油的动力粘性系数。

解：

；

；

3、计算题如右图所示，已知，，，水的流量，。

(1)假设A、B之间的水头损失表示为，试求值。

(2)求出水银差压计中的读数。

解：（1）以B为基准，取A、B断面列伯努利方程又，代入数值，=3.4（2）设B断面到水银测压计左支管水银交界面的垂直距离为b，从开头，用逐段加减的方法推演到，可得由，得4、计算题如下图，计算圆管突然扩大的局部损失。

解：取水平基准面0-0，过水断面的压强、速度及位置高度如图由于Ⅰ、Ⅱ两过水断面上流线已接近平行，即属于缓变流，因此可写出两断面的伯努利方程（设）（1）由于在dt时间内从断面Ⅰ到Ⅱ的流速由变为，根据动量定理得整理得（2）由（1）和（2）得由连续性方程代入上式得其中5、计算题如图有一并联管路，已知=100mm，=80m，=0.021；

=75mm，=50m，=0.025；

Q=30，求、。

解：由；

那么，代入数值得那么所以解出6．如图，在两块相距20mm的平板间弥漫动力粘度为0.065（N·s）/m2的油，假设以1m/s速度拉动距上平板5mm，面积为0.5m2的薄板（不计厚度），求需要的拉力。

[解]平板上侧摩擦切应力：（N/m2）平板下侧摩擦切应力：（N/m2）拉力：（N）7.如下图，有一向径12cm的圆柱体，其质量5kg，在力100N的作用下，当淹深0.5m时，处于静止状态，求测压管中水柱的高度。

[解]圆柱体底面上各点所受的表压力为：

（Pa）由测压管可得：

那么：（m）8．有一水平喷嘴，如下图，=200mm和=100mm，喷嘴进口水的十足压强为345kPa，出口为大气，=103.4kPa，出口水速为22m/s。求固定喷嘴法兰螺栓上所受的力为多少？假定为不成压缩定常滚动，疏忽摩擦损失。

[解]螺栓上所受的力等于水对喷嘴的作用力,与喷嘴对水的作用力大小相等方向相反.设喷嘴对水的作用力为取喷嘴入口、出口和喷嘴壁面为操纵面，列操纵体内水的动量方程：

（a）又由连续性方程：

（b）解（a）、（b）可得：-7171.76（N）那么，螺栓上所受得力为7171.76N9．不成压缩流体无旋滚动的速度分布为，，，若此流场得志连续性方程，试导出、、、所需得志的条件。（不计重力影响）[解]根据连续性方程根据无旋滚动条件：

、、、所得志得条件为：；

10.水流过一段转弯变径管,如下图,已知小管径200mm，截面压力kPa，大管径400mm，压力kPa，流速=1m/s。两截面中心高度差1m，求管中流量及水流方向。

[解](m3/s)（m/s）取截面1为基准面，截面1机械能：（m）截面2机械能：（m）水流方向为由1截面到2截面。

11计算题1．有一并联管道，如下图。若已知qv=300m3/h，d1=150㎜，L1=40m，d2=50㎜，L2=30m，d3=100㎜，L3=50m，λ1=λ2=λ3=0.02。试求各支管中的流量qv1、qv2、qv3及并联管道中的水头损失。

解：依并联管道的特性：

（1）hw1=hw2=hw3l1×=l2×=l3×……（1）（2）qv=qv1+qv2+qv3：

A1V1+A2V2+A3V3=qv……（2）由（1）得：

V2=V1A2=A1，qv2=A2×V2=A1V1=0.074qv1V3=V1=0.73V1，A3=0.444A1；

qv3=A3V3=0.324qv1那么：qv1+0.074qv1+0.324qv1=300qv1=214.6m3/hqv2=15.88m3/hqv3=69.52m3/h又：V1=（4×214.6）÷（3.14×0.15×0.15×3600）=3.375m/shw1=hw2=hw3=（0.02×40×3.375×3.375）÷（0.15×2×9.806）=3.1mH2O12、水平输送管道各片面尺寸如图示，已知水箱水位H=5m，水箱上压强表的读数pe=892.24Kpa,调理门局部阻力系数x门=4.0,喷嘴局部阻力系数x嘴=0.06,管道的沿程阻力系数l=0.025,求通过管道的流量。已知：d1=100㎜，L1=10m；

d2=200㎜，L2=40m，d3=80㎜。

解：解题要点1）求流量，务必求速度。由于：qv=A·V2）求速度，务必用伯努利方程，那么选有效截面：0-0，1-1，2-2-，3-3Z0++=Z3+++hw式中：

Z0-Z3=H=5，P0=Pe+Pa；

P3=PaV0=0hw=×+ζ4+×+=ζ1+ζ2+ζ3=0.5+4+0.5625=5.0625；

ζ4=0.06[式中ζ3=（1-）2=0.5625]=（0.025×10）÷0.1=2.5，=（0.025×40）÷0.2=5=0.4096×=0.0256×hw=5.0625×0.4096×+0.06×+2.5×0.4096×+5×0.0256×=3.2856（1+3.2856）=Z0-Z3+=5+=96；

96÷4.2856=22.4==21m/sqv=A3·V3=（3.14×0.08×0.08×21）÷4=0.1m3/s13、画图题1．绘出AB壁面上的相对压强分布图2．绘出AB曲面上的压力体（4分）2．(a)虚压力体(b)虚压力体14、计算题输油管直径，流量，油的运动粘度，求每公里管长的沿程水头损失。

解：

，属于层流=0.685m油柱15、计算题由一高位水池引出一条供水管路AB，如下图。已知：流量管路的直径；

压力表的读数；

高度，试计算水流在AB段的水头损失。

解：取O－O为水平基准面，对过水断面1－1和过水断面2－2列出伯努利方程由于m，，，m，，将以上各量之值代入伯努利方程，得所以m16、计算题（15分）如右图所示为一内径的水平弯管，弯管内水流的速度，进出口处的相对压强，求流体作用在弯管上的力的大小和方向（不计损失）。

解：

，那么弯管对流体的作用力：

方向为：

因此，流体对弯管的作用力与大小相等，方向相反。

17、计算题一段直径的管路长。其中有两个900的弯管（900=0.294），管段的沿程阻力系数=0.037。如去除这两个弯管而管段长度不变，作用于管段两端的总水头也维持不变，问管段中的流量能增加百分之几？解：在去除弯管之前，在确定流量下的水头损失为式中为该流量下的圆管断面流速。

去除弯管后的沿程水头损失为式中为去除弯管后该流量下的圆管断面流速。

若两端的总水头差不变，那么得因而流量，不变，所以，即流量增加7.7%。

19、绘图题（对同一种液体绘出AB壁面上的相对压强分布图）18、计算题如右图，求作用在直径，长的圆柱上的总压力在水平及垂直方向的分力和压力中心。

解：

1）水平分力其压力中心m2）垂直分力（方向向上）其压力中心20、计算题由两根不同直径的管子与一渐变连接纳组成的管路如右图所示，已知：，；

m，，流速m/