2022年流体力学计算题练习 .docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 练习题1. 如右图所示,在一密闭容器中,上部装有密度1 103p0pakg/m3的油,下部为密度2=103 kg/m3的水,已知 h1=,h2=；测压管中水银柱的读数h=,水银的密度为1 103 kg/m3；1h1h3求密闭容器中油液面上的压强p0；h 222. 图示为一水暖系统, 为了防止水温上升时体积膨胀将水管胀裂,在系统顶部设一膨胀水箱,使水有膨胀的余地；假设系统内水的总体积为8m3,加温前后温差为50,在其温度范畴内水的膨胀系数为 最小容积； T9 104 1/,求膨胀水箱的3. 当温度不变,压强从 0.20 MPa 增加到 10 MP

2、a 时,某种液体的体积减小0.49%,求该液体的体积模量；4. 两个布满空气的封闭容器相互隔开,左边压力表 M 的读数为 100kPa,右边真空计 V 的读数为 3.5mH2O ,试求连接两容器的水银压差计中h 的读值；xy2,vy1 y 33, 试 求t=2时 过 点5. 已 知 流 体 运 动 的 速 度 场 为 ：vxx, ,z 3, ,2 处的流线方程；6. 如下图,水在压强作用下从密封的下水箱沿竖直管道流入上水箱中,已知 h50cm,H3m,管道直径 D25mm, ,名师归纳总结 各局部阻力系数分别为1, 2, 3,求：为维护稳固第 1 页,共 11 页的管中流速 V1m/s,下水箱

3、的液面压强应保持在多少Pa. - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 7. 右图为毕托管示意图；液体自左向右流淌,直管和直角弯管直接插入管道内的液体中,弯管开口迎着流淌方向；测得 A 点的液柱高度为 hA =170 hAA hBmm,B 点的液柱高度为hB = 230 mm ,已知液体B 的密度为 =990 kg/m3,忽视阻力缺失, 试运算管内液体的流速 uA ；8. 如右图所示为一壁厚可以忽视的大容器,在其下部开始终径H 为 d =12mm 的小孔口,水自孔口流出后进入另一液面比大容器液面低 H =m 的容器中,两容器内的水位始终保持不变；试运算水的出流

4、流量和孔口处的流速；9. 如下图为一壁厚可以忽视的大容器,为了便于出流,在容器壁上开一圆孔并在外面焊接一段等径圆管,容器自由液面及d H 孔口出口皆与大气相通, 而且可以保证容器内的水位不变；已知孔口直径为 d =12mm,焊接的圆管长度l = 40mm；容器自l 由液面相对于孔口中心线的高度为 量和出口流速；H =m ,试运算水的出流流10. 用长 l =300m、内径 d =200mm 的铸铁管输送密度 = 880 kg/m3 的油液,测得质量流量 qm = 0 104 kg/h ；设冬季油液的运动粘度 1=109.210-6m2/s,夏季运动粘度 2=35.510-6m2/s,试确定冬、

5、 夏季输油管路以油柱高度表示的水头缺失 h ；注：假设流淌状态为湍流,可取 = 4 11、一恒定有压匀称管流,已知管径 d=20 mm,管长 l=20m ,管中水流流速 u=/s ,水温 t=10 名师归纳总结 时水的运动粘度n 10-6m 2/s ,求沿程阻力缺失第 2 页,共 11 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 12、如图,已知压力表测得密闭容器内的压力读数为5 千帕,其他数据如图中所示,求未知液体的密度已知水和水银的密度分别为 1 吨/ 立方米和 13.6 吨/ 立方米；13. 液体由水箱经中间有收缩截面截面积为 A 的管子定常出流,A 为

6、出口面积,h 是出口在水箱液面下的深度,问要吸上深为 h 的同种液体,A 1/ A 2 应为多少不计缺失？14. 已知流体运动的速度场为：vxxy2,vy1 y 33,试求t=2时过点x, ,z 3, ,2 处的流线方程；15. 一压缩空气罐与文丘里式的引射管连接,d1,d2,h 均为已知, 问气罐压力 p0多大方才能将 B 池水抽出；16. 用水银压差计测量水管中的点速度 u,如读数 h60mm ,求该点流速；17. 如下图输水管经三通管分流；已知管径分别为d1=200mm 、d2=100mm 和 d3=150mm, 断面平均流速分别是 v1=2m/s 和v2=1.5m/s,试求断面平均流速

7、 v3. 18. 图示一串联管路,管径、管长、沿程水力摩阻系数和流量分别标于名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 11 页精选学习资料 - - - - - - - - - 图中,试按长管运算所需的水头 H 为多少？19. 如下图,用真空计 B 测得封闭水箱液面上的真空度为 0.98kPa,假设敞口油箱的液面低于水箱液面的高度 H=1.5m ,油柱高 h1=5.6m ,水银柱高 h2=0.2m,求油的密度；名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 11 页精选学习资料 - - - - - - - - - 1. 解：以水银柱下面为等压面,列平稳方程：p01gh 12

8、gh2pa3gh39. 810. 2就：p0pa3gh1gh 12gh 2101325136009. 810. 510009. 8104.800162539Pa2. 解：已知 V8m3, t50, T9 104 1/；1d V1 由111式TV d T,得膨胀水箱的最小容积为VVTT89104500 .36m3. 解：因：dVV0. 0049VV故：等温压缩系数：Td V/VV/V100 . 004965 . 01010-1Pad pp0.210就体积模量：E151102109PaT104. 解：已知 pm1=100kPa,pv2=3.5mH2O ；依据题意可知p 1p m1p a,p2pap

9、v2hp 1p2pm1pv21001033.5981013 .69810汞汞5. 解：M10.mHgdMVddV0V,推得：V名师归纳总结 dVd第 5 页,共 11 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - pdVd0. 015%3.75109m2/NVdpdp41046. 解：以下水箱液面为基准面,列两液面的伯努利方程：p0paHhhwHhh 沿程h 局部gg沿程水头缺失：h 沿程hfLv20. 0230. 152 10 .143 md2g0. 02529 .81局部水头缺失：h 局部hj1h w2h3v2j .105 .00 . 5 22 181.03

10、32 m2g.9总水头缺失：fh0 .1430 . 3320. 475 m所以,得：p0gHhh wps38995101000 . 49 MPa7. 解：以管道中心线为零势能面, 列伯努利方程：又知：p ApAu2pBgh B0 . 230 . 171 .08m/shAA hBAg2ggghA,pB代入得：u2h Bh A29 . 81B A2g2 g h Bh A就：uA8. 解：明显是薄壁小孔口埋没出流；其流量：qVACr2gHH 对于厚壁孔口, Cr =0.60取 0.600.62皆可代入数据,得：名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 11 页精选学习资料 - - -

11、- - - - - - qV0 .01220 . 6029.811 .23 .293104m3/s4于是,孔口流速为：vq V3.29310/42.91m/sA0 .012249. 解：此题中 ld = 4012=3.33,可知该孔口为厚壁孔口；孔口出流流量运算公式为：qVACr2 gHd H 对于厚壁孔口, Cr =0.82 代入数据,得：q V0 .01220 . 8229. 811 .24 .5104m3/sl 4于是,出口流速为：4q V 4 . 5 10v 2 3 . 98 m/sA 0 . 012 / 410. 解： 判定流态：流量： qV = qm/ = 0 104/880/36

12、00 = 0.0278 m3/s 0.202/4= 0.884 m/s 冬季雷诺数： Re1= ud/ 1 = 4 0.2/109.210-6 =16192320湍流 水头缺失以油柱高度表示 ：冬季： h 1 = 1 l/d u2/2g = 64/Re1 l/d u2/2g = 2.366 m 油柱夏季： h 2 = 2 l/d u2/2g = 2.390 m 油柱名师归纳总结 11. 解：雷诺数Reud10 .1260.020.672320第 7 页,共 11 页v. 306101837- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 沿程阻力缺失系数：646467

13、0 .0348Re1837.沿程阻力缺失：hlv2.0 0348200 . 1220 . 0256 mH2Od2 g0 . 022.98112. 解：如图,设大气压为p0,以图中 2 点为基点,就：p 2p 0p 表 h 1h 2h 31 gggp 3p 2h 32gh 23gp 4p0p 3p 3p2h 32gp0h23p 2p 0p 表 h 1h 2h 31h 32gp0h 23g因此,解得：3h 23gp 表 h 1h 2h 3h 31gh 32g7 . 3110000 2.13600h 1p表h 2h 3500012h 2gh 2h 25 . 61.9 815 . 615 . 6131

14、3. 解：1依据连续性方程A1u1=A2u2 a同时在 1 点和 2 点列出伯努力方程得：p0u2 2p 12 u 1b g2gg2g2水箱高位与 1 点之间列伯努力方程得h 2p 0p 12 u 1c gg2 g31 点要吸上深度为h1 的液体,就必需：名师归纳总结 pp0p 1gh 1d 第 8 页,共 11 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - A 1u2解上述 3 个式子,从 a得：A 2u 1A 2A 1y1 9gh 1依据 b得：p0p 1g2 u 1u2 21u22 u 11 1u22g2g22u2 222从 c得：p 1p 0h 22 u

15、 1,代入 b得：u 22gh 2gg2gdy因此：gh 2A 21gh 1,A 2h 1h 2h 2A 1A 1A 1h 2即：A 2h 1h 214. 解：依据流线方程dxdy,因此得：dx3dy,即：dxvxvyxy23 y3xy上述方程解得：3 x/yC3x/由 t=2 时过点x, ,z 3, ,2 ,C=9,就流线方程为：15. 解：已知 d1,d2,h；水h依题意,列吸水管的静力学方程,得p 1列 1、2 两截面间的伯努利方程和连续性方程名师归纳总结 p 112 u 11u2或写成1u 1u2d221第 9 页,共 11 页2221d2u 11d2u24142d1水h代入伯努利方程

16、,得1u22d24u2 2水h2d 11列气罐至喷口的伯努利方程,得p 0d242d 1- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 所以,气罐压力 p0必需大于或等于水h/d241才能将 B 池中的水抽出；d116. 解：已知 h=60mm ；依据题意,由流体静力学方程,得p0p汞h汞gh列伯努利方程,基准面取在管轴线上,得p0p1u22就u2 p 0p2 汞gh2 13 . 619 . 813 100 . 063 . 85m/s3 1017.解：18. 解：Q 150L/s0. 05 m3/sV 14 Q 140 . 0521. 02 m/sd2 13 . 140. 25名师归纳总结 Q225 L/s.0025 m3/s第 10 页,共 11 页V24 Q240 . 0250 .8 m/sd223 .14.022- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - hf11L 12 V 10 .02510001 . 0225 3. md12g0. 2529 .8hf2hf2L2V 220 . 026500.08282 . 1 m0 .229 .d22gH1hf2.7 4m19解：名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 11 页