工程流体力知识学知识题

_【1-4】用200升汽油桶装相对密度 0.70的汽油。罐装时液面上压强为98000Pa。封闭后由于温度变化升高了20℃，此时汽油的蒸汽压力为17640Pa。感谢阅读若汽油的膨胀系数为0.0006K-1，弹性系数为13.72×106Pa，（1）试计算由于压力精品文档放心下载温度变化所增加的体积，（2）问灌装时汽油的体积最多不应超过桶体积的百分之多感谢阅读少？【解】（1）由dVP1可得，由于压力改变而减少的体积为pVdpE精品文档放心下载VdVVdP200176400.257LPpE13.721061dVttVdT得VdVVdT0.0006200202.40Lttt（2）因为V V，相比之下可以忽略由压力变化引起的体积改变，则谢谢阅读t pVVdT200LtV1198.8%2001tdT10.000620【1-5】图中表示浮在油面上的平板，其水平运动速度为u=1m/s，δ=10mm，油品的粘度μ感谢阅读=0.9807Pa·s，求作用在平板单位面积上的阻力。谢谢阅读

yu油x【解】根据牛顿内摩擦定律 习题1-5图=dudy=u0.98070.10198.07N/m2精品文档放心下载_【2-1】容器中装有水和空气，求A、B、C和D各点的表压力？精品文档放心下载【解】空气各点压力相同，与空气接触的液面压力即为空气的压力，另外相精品文档放心下载互连通的同种液体同一高度压力相同，即等压面p g(hh)MA 3 4p p g(hhh)gh感谢阅读MB MA 3 4 2 2pghMCMB2ppg(hh)g(h2h)MDMC3232paPmc=Pmd+ρg(h1+h2+h3)Pmd=-ρg（h1+2h2+h3）

30cm

pa【2-5】图示两水管以U形压力计相连，A、

水BAhA·10cm1mB两点高差1m，U形管内装有水银，若读数△·BCh=0.5m，求A、B两点的压力差为多少？题2-2图△h【解】选取U形管内水银最低液面为等压面，题2-5图设B点到水银最高液面的垂直高度为x，则pg(1x)ghpg(xh)精品文档放心下载A w H B w得 ppg()gh感谢阅读B A w H w10009.8(136001000)9.80.5谢谢阅读7.154104Pao【2-7】图示一个安全闸门，宽为0.6m，高为1.0m。距底边0.4m处装有闸门转轴，使yCyDBhHPD0.4m0.5my题2-7图_之仅可以绕转轴顺时针方向旋转。不计各处的摩擦力，问门前水深h为多深时，闸精品文档放心下载门即可自行打开？【解】yyJCDCyACy0.1m。D C则由B=0.6m，H=1m，可知BH3yyJ121C(h0.5)BH0.1mDCyA12(h0.5)C得h1.33m等效自由液面PZo'【3-4】某一平面流动的速度分量为Ph=p/ρgyC(－)*BoθoBR=1m=-4，=4。求流线方程。xCxyP【解】AxA1.9m油dxuudy

0.5m 水xy0.5m汞dxdy题2-8图yxxdxydy0x2y2c流线为一簇同心圆，当c取不同值时，即为不同的流线。【3-5】已知平面流动的速度为uByiBxj，式中B为常2(x2y2)2(x2y2)数。求流线方程。【解】平面流动的速度分量_Byux2(x2y2)Bxuy2y2)2(xdxuudyx ydx dyyxx2y2c可见流线为一簇双曲线，c取不同值时即为不同的流线。精品文档放心下载【4-1】直径d=100mm的虹吸管，位置如图所示。求流量和2、3点的压力（不计水头3·2m12··损失）。d5m【解】·450000v2题4-1图429.8v4=9.9m/s 3.14Q d2v 0.129.90.078m3/s精品文档放心下载0000pv2（v=v）22g2g24得pv210009.9224.9104Pa2220002pv2（v=v）33g2g34得p2980010009.926.86104Pa32_Q0.020.90.018m3/s谢谢阅读实际【4-2】一个倒置的U形测压管，上部为相对密度0.8的油，用来测定水管中点的速度。若读数△h=200mm，求管中流速u=?【解】选取如图所示1-1、2-2断面列伯努利

δ=0.8△h2u1 2题4-2图方程，以水管轴线为基准线0pgu20pg012ww其中：p1和p2分别为1-1、2-2断面轴线上的压力。设U形测压管中油的最低液感谢阅读面到轴线的距离为x，选取U形测压管中油的最高液面为等压面，则感谢阅读pgxghpg(xh)精品文档放心下载1wo2wpp()gh21wo则u2pp2()gh20.29.80.20.885m/s1o2www【4-4】管路阀门关闭时，压力表读数为49.8kPa，阀门打开后，读数降为精品文档放心下载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，求管路中的平均精品文档放心下载流速。【解】当管路阀门关闭时，由压力表度数可确定管路轴线到自由液面的高度H感谢阅读p49.8103H5.082mg11039.8_当管路打开时，列1-1和2-2断面的伯努利方程，则精品文档放心下载H000pv2v2222简化得3v2Hp5.08214.082m222gg得2v239.84.0825.164m/sp(2.2v2)g(2.23.1852)980026.632kPa谢谢阅读2g29.8故真空表的读数为26.632kPa。【4-11】图示一管路系统，欲维持其出口流速为20m/s，问水泵的功率为多少？设全管路的水头损失为2m，泵的效率为80％，压水管路的水头损失为1.7m，则压力表上的读数为若干？感谢阅读【解】列自由液面和出口断面的伯努利方程，有d1=1cm000H200v21得20219md2=2cmH2229.842.41m压力表Ngv1D2H又由N141泵1m轴98002013.140.01242.4140.8题4-11图0.816kW列压力表所在断面和出口断面的伯努利方程，则0pv2190v21.7M21g2g2g其中：vD2v0.012205m/s12D210.0222_得v2v220252pM(20.712g2)g(20.729.8)9800390.36kPa【4-12】图示离心泵以20m3/h的流量将相对密度为0.8的油品从地下罐送到山上洞库油罐。地下油罐油面压力为2×104Pa，洞库油罐油面压力为3×104Pa。设泵的效率为0.8，电动机效率为0.9，两罐液面差为40m，全管路水头损失设为5m。求泵及电动机的额定功率（即输入功率）应为若干？谢谢阅读40m4-12图【解】列两油罐液面的伯努利方程，则0pp0512oo得pp31042104H4521450.810009.846.28mgo则N轴NgQH0.81039.82046.28泵oNN2.522.8kW轴y电0.9电【4-13】输油管线上水平90°转变处，设22固定支座。所输油品δ=0.8，管径d=300mm，通过流量Q=100L/s，断面1处压力为2.23×105Pa，断面2处压力为2.11×105Pa。求支座F受压力的大小和方向。1【解】选取1-1和2-2断面及管壁围成的xθRyR空间为控制体，建立如图所示坐标系，设弯管处1题4-13图Rx管壁对流体的力为R。_列x方向动量方程PR0Qv1 x o其中：Pp1d22.2310513.140.3215.75kN1144则PQv1o0.115.750.80.1143.140.3215.86kN列y方向动量方程RPQvy 2 o其中：Pp1d22.1110513.140.3214.91kN2244则RPQvy 2 o0.114.910.80.1143.140.3215.02kNR R2R215.86215.02221.84kN精品文档放心下载yarctanRRyarctan15.0215.8643谢谢阅读x支座受压力F的大小为21.84kN，方向与R方向相反。感谢阅读【4-15】消防队员利用消火唧筒熄y12灭火焰，消火唧筒出口直径d=1cm，xRDodF入口直径D=5cm，从消火唧筒射出的21题4-15图_流速v=20m/s。求消防队员手握住消火唧筒所需要的力？（设唧筒水头损失为1m）感谢阅读【解】选取消火唧筒的出口断面和入口断面与管壁围成的空间为控制体，建立精品文档放心下载如图所示坐标系。列1-1和2-2断面的伯努利方程pv2v2112其中：vvd2200.0120.8m/s12D20.052得pv2v22020.8221g10009800209.48103Pa122Pp1D2209.4810313.140.052411.1N1144列x方向的动量方程PRQvQv121RPQ(vv)121得411.110000.813.140.052(200.8)4381N【6-1】用直径为100mm的管路输送相对密度为0.85的柴油，在温度20℃时，其运动粘度为6.7×10-6m2/s，（1）欲保持层流，问平均流速不能超过多少？感谢阅读（2）最大输送量为多少？【解】欲保持层流需Re≤2000，即Revdυ2000则_（1）v2000υ20006.71060.134m/smaxd0.1（2）Q1πd2vρ13.140.120.1340.8510000.0009t/smax4maxo4【6-2】用管路输送相对密度为0.9，粘度为0.045Pa·s的原油，维持平均速谢谢阅读度不超过1m/s，若保持在层流的状态下输送，则管径不能超过多少？谢谢阅读【解】欲保持层流需Re≤2000，即Revd2000υ其中υμ0.0455105m2/sρ0.9103则d2000υ200051050.1mv1max【6-7】运动粘度为4×10-5m2/s的流体沿直径d=0.01m的管线以v=4m/s精品文档放心下载的速度流动，求每米管长上的沿程损失。【解】雷诺数vd40.01为层流Re41051000则ih641v264142f5.22LReD2g10000.0129.8【6-12】相对密度为1.2、粘度为1.73mPa·s的盐水，以6.95L/s的流量流过精品文档放心下载内径为0.0