水力学题库解压第1章绪论

1ma，则惯性力可以表示为F（kg

m/s2N2或3（kg/m3

m/

在液体运动中，地球对液体的引力就是重力，用重量GG

（N重度的单位 3（N/3

G/V

9800N/m31-1。yyuy1.1dudy和接触面A成正比，其表达式为

FAdu/

式中，称为动力粘滞系数，单位 ·秒/米2（N·s/m2）,即帕·秒（pa·s）,或千克/（米·秒（kg·s设F/Adu/

/ （cm2/s

液体的体积随所受压力的增大而减小的特性称为液体的压缩性。液体压缩性可以用体积压缩系数（dpdV，则为(dV/V)m2/NdV/VK

Kdp/(dV/VKNm2K1-1

度上所受的拉力N/m。随液体种类和温度而变化。水的值随温度变1-120°C0.736N/m，水银的0.54N/m。h2cos/(rhr为管径；为液体与固体壁面的接触角，水与玻璃的接触角0，水银与玻璃的接触角140

有压应力（压强）N/m2。比例，所以又称为体积力。如果液体的质量为mF，在各个坐标轴上的分力分别为FxFyFzX、YZ为

XFx/

YFy/

ZFz/

1-1（10-（10-K05水的重度9.71kN/m30.59910-3Ns/m2，求其密度和运动粘滞系数空气的重度

11.5N/m3，运动粘滞系数0.167cm2s，求其动力粘滞系数

/，/g因为1N1kgms20.599103(Ns/m2)

6.05 m

(/11.5(N/m3)

9.8(m/s2

0.167(1/100)m/

1.96 Ns/K=1.962109Pa1%？这个压强相当 K

已知 1099a，dVV

dV/ dV因

(000/.1所 7K，若采用工程单位，其值又如何？已知:

，dV1000cm31/1000m3，V

m3 dVV

K

1/(1

9

1/(2

油油为u m/s，板与固定边界的距离1mm

1.4(du/dy)40×45cm21cm的木块，质量5图所示。已知木块运动的速度u5

m/s厚度1mm，由木块带动的油层的运动速度呈已知木块的质量m5kg

1.5

m/s2 Gn 因

所

问沿xoy平面作用于液块的力有哪些？各力的关

ACBACByG 1.6P

Psn

2

3

所

（1（2）（3）

AABCBABCC1.8经微小时段dt1.6m2u=1.5m/sh=0.05m10°C，水F。10°C1-11.308103Ns/m

dyduuuu

hy

/)h处的水流切应力，并绘出沿垂线的切应力分布h

1.10

u

hy

y2

y=0时

0

y)y=0.25my=0.5m025 50

W在倾角300的斜坡上有一厚度δ=0.5mmW 0.15m2的方形物体沿油面向等速滑动时，求如图所示，设物体沿斜面滑动的力为W2

2Wsin

0n

02AWuW2h/(A)12.5

甘 22有一边长为0.5m的正方形极薄平板在两壁面甘 22F

1.12F2F1μ1，下油层的动力粘滞系数力τ=25N/m2μ1μ2。

1.13F22Au/

11u/22u/12(12)u/h32u/25

2 解 0.5Ns/m2，220.51.0N 0u1uhh h0u1uhh h

1.140

0h/

401u/y+1u/(h

40u/h1u/y1u/(h11y

y (1 知轴的直径为0.1m，轴套高0.2m，轴与轴之间的重度=8.6kN/m3ν=5×10-6m2/s，u=20m/s0轴0轴=8.6kN/m3=8600N/m3，ν=5×10-6m2/su=20m/s，δ=0.4mm=0.0004md=0.1m，0.2m。

/g8600/9.8877.55Ns2/m4

5

10-

AF

油缸内径D=12cm，如图所示油缸侧壁与活塞的 间隙中充以润滑油，其动力粘滞系数为μ=0.065N·s/m2，若以力F=9.8N推拉活塞，问活u为多少？

dDLdD1.16F全部用于克服间隙中油的摩擦力du/dy=u/δ,则FAduAu0.0650.11960.2

r=20cm，h=40cm，两桶间距δ=0.3cm，两筒之间ω=10弧度/s

1.17

49.736N/m 20.22du u

49.7360.003r1r2，两圆筒侧壁之间的间隙为δ，底壁之ur

h 2h

1dy

M

习题 1

du

M2

0

r 1

MMM

rh r2(21)2nr yurr0=0.1m的圆管时，测得管τyur2

du/dydu/dr(du/dy)(du/dr)rr00.1m/(2794.4r)在管轴处，r0，0，在管壁处，r0.1，0.32N/m2。切应力分布如图中的三角形阴影线所M的表达式。

du

1.20

D/

D/

r(2rdr)

D/0

r3dr

R R 设某点距转轴的距离为r

du

1.212rrdr2r2sin

rdF2r3 RdMR2r3drR4 D4

32sinD为圆锥的直径。sinRLR

h22 =0.1PasRh22 M 0.1

320.001在旋转锥阀与阀座之间有厚度为

（2）已知

m，=0.1Pash

r10.02m，r20.01m，h0.02m，=20πrad/s，求缝隙宽度(rr(rr)(rr)(rr)2h2 rr

)(

212122（2）求缝隙宽度(r(r2 A A附近的流速分布为抛物线分布，A点，设水温为20y

.0mum/sy=024cmy=02cm处的流速。

uAy2By

1.23又 1A0.042B02A0.04

u625y250du/dy1250ydudu(1250y (1250y50)10001106(1250yy=0，1000110650y=0.02m时，1000110612500.0250)y=0.04m时，1000110612500.0450)y=0u0y=0.02mu0.75m/s一平板在液面上匀速运动，速度V0.5m/s 2平板面积A1200cm2。平板下有二层液体， 2

0.142Ns/m2 1120.235Nsm2112

1.242提示（1）因h1、h2（2）上下层界面上的切应力12。设两层液体间界面上的流速为u，切应力为因为12

11(Vu)/22u/1(Vu)/h12u/

uu

1h2

2

h

h 1 2 1 2FA

121h212V0.5m/s

A1200cm2，

0.142Ns/m2

0.235Ns/m2，

1h21.4mm代入以上各式得u1

，38.46N/

F4.615NG倾角30δ=1mm的润滑A=0.01m2的木板沿此u=0.15m/sG=4Nu1=0.45m/s。G

1.25

u/

u/

1sin)(

1A

11u)(

G Au

Au 11

1

将G1

（4得 轴在滑动轴承中转动，已知轴的直 b内充满μ=0.245Pa·s的润滑油。若已知转速b

90/60duu

1.26

. .0)( 3.02.8. 功率 DF 1.27R ω=120r/min，δ=1mm，润滑油的粘滞系ν=1×10-3m2/sρ=900kg/m3，试求所需的1.27

A

Rn因为dA

Rsin2Rd

/

MA

/2sin

3224

4 4

2120

3

4M3

1

如图（a）ν=3×10-5m2/s，ρ=850kg/m3D=102mm，轴外d=100mmL=250mm100N，求

dL dL

3

AF

u/

(Dd)/2(102100)/21mm

F

1002.55102

00.

u/u

0.001100sin0.10.25

76mm0.03mm，长150mm226r/min，76N·m，试确定缝隙中

1.29v0/0.9/(0.03/1000)FAdl0.0760.1529998MFd/21074.350.0763/2M=76N·m1.86Palnd15℃时，测的轴上扭矩T2.5Nm。油的lnd

0.851000850kg/m

1.30

85040/10000.034Pa2n/6021200/60v0r400.064/2v0/0.0344.02/0.1367/FAdl0.0640.10.1367/2.749103/TFd/2

2

8.797nd已知T2.5Nm，代入上式得0.0352mmnd

0.072Pasn=200r/min时，2n/602200/60

1.310v/0.0723.77/(0.23/1000)0PT240.2520.9445031.76Nl下匀速下落，已知W=190Nd=152mm，D=152.02mml=200mm。试求（1l0.62Pas（2）v0=39mm/s

1.32(Dd)/2(152.02152)/2 v

1900.1520.2

F

dldll=120mm，d=60mm，同心缝隙0.1mm，润滑0.05Pas，发动机转速

1.33

2

v0/0.053dl30.060.12F 0.0679PFv0191.865d12d，间隙为，主动轴与从动轴的角速度分别为1和2d12（1）（2） 12=44rad/s，d=200mm，0.13mm0.14PasT为若干？

v2d/dvvvd() dvr( dFdA

dA dTrdF2

)r3Td/2

(12)r1

已知12=44rad/s，d=200mm，0.13mm0.14PasT(12)d4ndb宽度b40mm，转子与壳体之间的轴向缝隙、0.7Pandb轴的直径d30mmn=420r/min隙0.01mm，试求测功计的扭矩和功率。

1.35

2

1v1/0.7A1Db0.110.04T1F1D/22v2/r/dA2

r

2r3Td/2

r

T2T2244.253TT1T128.737PT217.24校正器内充满油类，其体积压缩系数为β d=1cm距t=2mm，在一个大气压力之下，校正器内油类

dVdVd2tn4 Vdp 1.37h R为 h

。所示的表面张力系数σ=8×10-2N/m，并设其。A-Ar，r0，如液体与管壁的接触角

AA1.38AAr0

appha

2 h2cos2 h无关。20