《工程流体力学》习题答案_高等教育-实验设计.pdf

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1、优秀学习资料 欢迎下载 第一章 流体及其主要物理性质 1-1.轻柴油在温度 15 C 时相对密度为 0.83，求它的密度和重度。解：4 C 时 33/9800/1000m Nm kg水水 相对密度：水 水 d 所以，33/8134 9800 83.0 83.0/830 1000 83.0 83.0m Nm kg 水水 1-2.甘油在温度 0 C 时密度为 1.26g/cm3，求以国际单位表示的密度和重度。解：3 3/1000/1 m kg cm g g 3 3 3/1 2 3 4 8 8.9 1260/1260/26.1 m N g m kg cm g 1-3.水的体积弹性系数为 1.96 1

2、09N/m2，问压强改变多少时，它的体积相对压缩 1？解：dpV dVPa Epp)(1 MPa Pa E EVV V Vpp6.19 10 96.1 01.07 1-4.容积 4m3的水，温度不变，当压强增加 105N/m2时容积减少 1000cm3，求该水的体积压缩系数 p 和体积弹性系数 E。解：1 95610 5.210410 1000 PapV Vp Pa Ep8910 410 5.21 1 1-5.用 200L 汽油桶装相对密度为 0.70 的汽油，罐装时液面上压强为 1 个大气压，封闭后由于温度变化升高了20 C，此时汽油的蒸气压为 0.18 大气压。若汽油的膨胀系数为 0.00

3、06 C1，弹性系数为 14000kg/cm2。试计算由于压力及温度变化所增减的体积？问灌桶时每桶最多不超过多少公斤为宜？解：E Eg 14000 9.8 104Pa p 0.18at dppVdTTVdV 00VTVTV VT T 00 VpVpV Vp p 所以，dp V dT V dppVdTTVdVp T 0 0 从初始状态积分到最终状态得：优秀学习资料 欢迎下载 L L LV p pEV T T V Vdp V dT V dVTpppTTTVV4.2 10 57.2 4.220010 8.9 1400010 8.9 18.0200 20 0006.0)(1)(3440 0 0 0 0

4、0 00 0 0 即 kg V V M 32.13810004.2 2001000 7.0 另解：设灌桶时每桶最多不超过 V 升，则 200 p tdV dV V V dt V dVt t20 00061.0 V dp V dVp p18.0140001（1 大气压 1Kg/cm2）V 197.6 升 dVt 2.41 升 dVp 2.52 10-3升 G 0.1976 700 138Kg 1352.4N 1-6.石油相对密度 0.9，粘度 28cP，求运动粘度为多少 m2/s?解：s Pa P s Pa s mPa P cP 1.0 1 10 1 10 13 2 c S t St s m 3

5、1 31.0/10 1.31000 9.010 282 53 1-7.相对密度 0.89 的石油，温度 20 C 时的运动粘度为 40cSt，求动力粘度为多少？解：89.0 水d 40cSt 0.4St 0.4 10-4m2/s 0.4 10-4 890 3.56 10-2 Pas 1-8.图示一平板在油面上作水平运动，已知运动速度 u=1m/s，板与固定边界的距离=1，油的动力粘度 1.147Pa s，由平板所带动的油层的运动速度呈直线分布，求作用在平板单位面积上的粘性阻力为多少？解：2 33/10 147.110 11147.1 m Ndydu 1-9.如图所示活塞油缸，其直径 D 12c

6、m，活塞直径 d 11.96cm，活塞长度 L 14cm，油的 0.65P，当活塞移动速度为 0.5m/s 时，试求拉回活塞所需的力 F=？密度水水所以水水甘油在温度时密度为求以国际单位表示的密度和重度解水的体积弹性系数为问压强改变多少时它的体积相对压缩解容积的水温度不变当压强增加时容积减少求该水的体积压缩系数和体积弹性系数解用汽油桶装相对 系数为弹性系数为试计算由于压力及温度变化所增减的体积问灌桶时每桶最多不超过多少公斤为宜解所以从初始状态积分到最终状态得优秀学习资料欢迎下载即另解设灌桶时每桶最多不超过升则大气压升升升石油相对密度粘度求运 运动速度板与固定边界的距离油的动力粘度由平板所带动的

7、油层的运动速度呈直线分布求作用在平板单位面积上的粘性阻力为多少解如图所示活塞油缸其直径活塞直径活塞长度油的当活塞移动速度为时试求拉回活塞所需的力优秀学优秀学习资料 欢迎下载 解：A dL,0.65P 0.065 Pa s,u 0.5m/s,y=(D-d)/2 NdyduA F 55.82 10 96.11 125.010 14 10 96.11 14.3 065.022 2 密度水水所以水水甘油在温度时密度为求以国际单位表示的密度和重度解水的体积弹性系数为问压强改变多少时它的体积相对压缩解容积的水温度不变当压强增加时容积减少求该水的体积压缩系数和体积弹性系数解用汽油桶装相对 系数为弹性系数为试

8、计算由于压力及温度变化所增减的体积问灌桶时每桶最多不超过多少公斤为宜解所以从初始状态积分到最终状态得优秀学习资料欢迎下载即另解设灌桶时每桶最多不超过升则大气压升升升石油相对密度粘度求运 运动速度板与固定边界的距离油的动力粘度由平板所带动的油层的运动速度呈直线分布求作用在平板单位面积上的粘性阻力为多少解如图所示活塞油缸其直径活塞直径活塞长度油的当活塞移动速度为时试求拉回活塞所需的力优秀学优秀学习资料 欢迎下载 第二章 流体静力学 2-1.如图所示的 U 形管中装有水银与水，试求：（1）A、C 两点的绝对压力及表压各为多少？（2）A、B 两点的高度差为多少？解：pA 表 h水 0.3mH2O 0.

9、03at 0.3 9800Pa 2940Pa pA 绝 pa+pA 表（10+0.3）mH2O 1.03at 10.3 9800Pa 100940Pa pC 表 hghhg+pA 表 0.1 13.6mH2O+0.3mH2O 1.66mH2O 0.166at 1.66 9800Pa 16268Pa pC 绝 pa+pC 表（10+1.66）mH2O 11.66 mH2O 1.166at 11.66 9800Pa 114268Pa 30c mH2O 13.6h cmH2Oh 30/13.6cm=2.2cm 题 2-2 题 2-3 2-2.水银压力计装置如图。求管中心 A 处绝对压力及表压力？（设

10、油品相对密度为 0.9）解：pA 表 15 13.6 10+35 0.9cmH2O 225.5cmH2O 0.2255at 2.2099 104Pa pA 绝 pa+pA 表（10+2.255）mH2O 1.2255at 120099Pa 2-3.今有 U 形管，内装水和四氯化碳（CCl4），如图所示。试求四氯化碳的相对密度。解：列等压面方程：30.6cmH2O 17.8cmH2O+8.04ccld 6.188.17 6.304 ccld 2-4.图示水罐中气体绝对压强 p1 1.5 104Pa，高度 H 1m。当时的大气压强相当于 745mm 水银柱高。试求玻璃管中水银的上升高度 h 为多少

11、？解：绝对压强 p1 1.5 104Pa p1+H pa hgh hgh 745 10-3 13.6 9800-1.5 104-9800 1 9.929 104-1.5 104-0.98 104 7.449 104Pa h 7.449 104/(13.6 9800)=0.56m 2-5.油罐内装相对密度 0.8 的油品，下有底水，为测定油深及油面上的压力，装置如图所示的 U 形管水银压力计，测得各液面位置如图。试确定油面高度 H 及液面压力 p0。题 2-4 密度水水所以水水甘油在温度时密度为求以国际单位表示的密度和重度解水的体积弹性系数为问压强改变多少时它的体积相对压缩解容积的水温度不变当压

12、强增加时容积减少求该水的体积压缩系数和体积弹性系数解用汽油桶装相对 系数为弹性系数为试计算由于压力及温度变化所增减的体积问灌桶时每桶最多不超过多少公斤为宜解所以从初始状态积分到最终状态得优秀学习资料欢迎下载即另解设灌桶时每桶最多不超过升则大气压升升升石油相对密度粘度求运 运动速度板与固定边界的距离油的动力粘度由平板所带动的油层的运动速度呈直线分布求作用在平板单位面积上的粘性阻力为多少解如图所示活塞油缸其直径活塞直径活塞长度油的当活塞移动速度为时试求拉回活塞所需的力优秀学优秀学习资料 欢迎下载 解：13.6 0.5-0.8 6mH2O 6-1.6 6-0.4 d油H H（1.6-0.4）/d油

13、1.5m P0 6-1.6 mH2O 4.4mH2O 0.44at 4.312 104Pa（表压）题 2-5图 2-6.油罐内装相对密度 0.70 的汽油，为测定油面高度，利用连通器原理，把 U 形管内装上相对密度为 1.26 的甘油，一端接通油罐顶部空间，一端接压气管。同时，压气管的另一支引入油罐底以上 0.40m 处，压气后，当液面有气逸出时，根据 U 形管内油面高差 h 0.70m 来推算油罐内的油深 H 为多少？解：p 甘油 h p 汽油（H-0.4）H 甘油 h/汽油+0.4=1.26 0.7/0.70+0.4=1.66m 2-7.为测定油品重度，用如下装置，经过 1 管或 2 管输

14、入气体，直至罐内油面出现气泡为止。用 U 形管水银压力计分别量出 1 管通气时的 h1，及 2 管通气时的 h2。试根据 1、2 两管的沉没深度 H1和 H2以及 h1和 h2，推求油品重度的表达式。解：2 0 21 0 12 0 2 2 21 0 1 1 1H hH hH p h pH p h pHgHgHgHg 2 12 10 2 1 0 2 1H Hh hH H h hHgHg 2-8.如图所示热水锅炉，h2 50mm，问锅炉内液面在何处？（要求作图表示不必计算）液面上蒸汽压力为多少？右侧两管的液面差 h1应为多少？解：C D p0 hgh2 13.6 9800 50 10-3pa 66

15、64Pa p0 hgh2 水h1 mm mhhHg680 68.010 50 6.13321 水水水 密度水水所以水水甘油在温度时密度为求以国际单位表示的密度和重度解水的体积弹性系数为问压强改变多少时它的体积相对压缩解容积的水温度不变当压强增加时容积减少求该水的体积压缩系数和体积弹性系数解用汽油桶装相对 系数为弹性系数为试计算由于压力及温度变化所增减的体积问灌桶时每桶最多不超过多少公斤为宜解所以从初始状态积分到最终状态得优秀学习资料欢迎下载即另解设灌桶时每桶最多不超过升则大气压升升升石油相对密度粘度求运 运动速度板与固定边界的距离油的动力粘度由平板所带动的油层的运动速度呈直线分布求作用在平板单

16、位面积上的粘性阻力为多少解如图所示活塞油缸其直径活塞直径活塞长度油的当活塞移动速度为时试求拉回活塞所需的力优秀学优秀学习资料 欢迎下载 题 2 8 图 题 2 9 图 题 2 10 图 2-9.图示两水管以 U 形压力计相连，A、B 两点高差 1m，U 形管内装水银，若读数 h 0.50m，求 A、B 两点的压差为多少？解：HA HB 1 h 1-0.50 0.50m at Pa h H ph H H p p h H p H pHg BAHg B A A B Hg A A B B73.0 71540 5.0 9800 6.13 5.0 9800 水水 水 水 2-10.欲测输油管上 A、B 两

17、点的压差，使用 U 形管压差计，内装水银，若读数 h 360mm，油的相对密度 0.78，则 pA pB？解：at Pah h h h p ph h h p p h h p h pHg B AA B Hg B A Hg B B A A46.0 96.45228 10 360 9800 78.0 6.1378.0 6.133 水 水 油油 油 油 2-11.为测水管上微小压差，使用倒 U 形管，上部充以相对密度 0.92的油，若 h 125mm，求 pA pB？解：Pah h h p ph h p h pB AD B A98 10 125 9800 08.092.0 13C 水 油 水油 水 水

18、 2-12.图示为校正压力表的压挤机，密闭室内油的容积 V 300cm3，圆柱塞直径 d 10mm，柱的螺距 t 2mm，摇柄半径 r 150mm，求获得 250 大气压时所需的手摇轮的转数？（根据油的压缩性找出体积平衡关系，p 4.75 10-10Pa-1）解：密度水水所以水水甘油在温度时密度为求以国际单位表示的密度和重度解水的体积弹性系数为问压强改变多少时它的体积相对压缩解容积的水温度不变当压强增加时容积减少求该水的体积压缩系数和体积弹性系数解用汽油桶装相对 系数为弹性系数为试计算由于压力及温度变化所增减的体积问灌桶时每桶最多不超过多少公斤为宜解所以从初始状态积分到最终状态得优秀学习资料欢

19、迎下载即另解设灌桶时每桶最多不超过升则大气压升升升石油相对密度粘度求运 运动速度板与固定边界的距离油的动力粘度由平板所带动的油层的运动速度呈直线分布求作用在平板单位面积上的粘性阻力为多少解如图所示活塞油缸其直径活塞直径活塞长度油的当活塞移动速度为时试求拉回活塞所需的力优秀学优秀学习资料 欢迎下载 圈 23 24.2201.0 14.3 10 210 8.9 250 10 300 10 75.4 4442 34 6200210 D tp Vnp VDntpp 2-13.用水银测压计测量容器中的压力，测得水银柱高差为 h，如图所示。若将测压管下移到虚线位置，左侧水银面下降 z，如果容器内压力不变，

20、问水银柱高差 h 是否改变？改变多少？若容器内是空气，重度 a11.82N/m3，结果又如何？解：p+水z Hgh h=p+水(z+z)/Hg h=h-h=p+水(z+z)-p-水z/Hg=(水/Hg)z=z/13.6 0.07353 z 所以，水银柱高度差 h 变大。若容器中是空气 a 11.82N/m3 p=Hghh=p/Hg 与 z 无关，h 不变 2-14.利用装有液体并与物体一起运动的 U 形管量测物体的加速度，如图所示。U 形管直径很小，L 30cm，h 5cm。求物体加速度 a 为多少？解：自由液面方程：xgazs 2 21 1xgazxgazss 其中，x1 15cm，x2 1

21、5cm，zs1 zs2 h 5cm zs1 zs2 a（x2 x1）/ga gh/L=9.8 0.05/0.3=1.63m/s2 2-15.盛水容器，试求其中深度 H 1m 处的液体压力。（1）容器以 6m/s2的匀加速度垂直上升时；（2）容器以 6m/s2的匀加速度垂直下降时；（3）自由下落时；（4）容器以 15m/s2的匀加速度下降时；解：如图建立直角坐标系，则在 dp(Xdx+Ydy+Zdz)中有：X 0，Y 0，Z g a 所以，dp-(g+a)dz 积分上式：p-(g+a)z+C 代入边界条件：z 0 时，p 0（表压）得 C 0 所以：p-(g+a)z，令 z H 得：p(g+a)

22、H（1）容器以 6m/s2的匀加速度垂直上升时：a 6m/s2 p(g+a)H（9.8+6）1000 1 15800Pa 0.16at（2）容器以 6m/s2的匀加速度垂直下降时：a 6m/s2 p(g+a)H（9.8 6）1000 1 3800Pa 0.039at（3）自由下落时：a 9.8 m/s2 密度水水所以水水甘油在温度时密度为求以国际单位表示的密度和重度解水的体积弹性系数为问压强改变多少时它的体积相对压缩解容积的水温度不变当压强增加时容积减少求该水的体积压缩系数和体积弹性系数解用汽油桶装相对 系数为弹性系数为试计算由于压力及温度变化所增减的体积问灌桶时每桶最多不超过多少公斤为宜解所

23、以从初始状态积分到最终状态得优秀学习资料欢迎下载即另解设灌桶时每桶最多不超过升则大气压升升升石油相对密度粘度求运 运动速度板与固定边界的距离油的动力粘度由平板所带动的油层的运动速度呈直线分布求作用在平板单位面积上的粘性阻力为多少解如图所示活塞油缸其直径活塞直径活塞长度油的当活塞移动速度为时试求拉回活塞所需的力优秀学优秀学习资料 欢迎下载 p(g+a)H（9.8-9.8）1000 1 0（4）容器以 15m/s2的匀加速度下降时：a 15 m/s2 p(g+a)H（9.8 15）1000 1-5200Pa0.053at 2-16.在一直径 D 300mm、高 H 500mm 的圆柱形容器中注入水

24、至高度 h1 300mm，然后使容器绕其垂直轴旋转。试决定能使水的自由液面到达容器上部边缘时的转数 n1。当转数超过 n1时，水开始溢出容器边缘，而抛物面的 顶 端将向底部接近。试求能使抛物面顶端碰到容器底时的转数 n2，在容器静止后水面高度 h2将为多少？解：自由液面方程：grzs22 2 注：抛物体的体积是同底同高圆柱体体积的一半 gRRgRV4 2 214 222 2 抛 1212 2h H R V h R V H R 抛 抛 111 12421 244nRh H gh H RgR min/34.178/97.210 150 14.310 300 500 8.93311r s rRh H

25、 gn 2/2H R V 抛 min/4.199/323.310 150 14.32 10 500 8.9 22 423322422 r s rRgHnHRgR n mmHh 250250022 附 证 明：抛 物 体 的 体 积 是 同 底 同 高 圆 柱 体 体 积 的 一 半 gRRgRV4 2 214 222 2 抛 grgrr z r VVgr rgdr rgdrgrrgrd r dz r Vrrr z z2 2214 422240220220 02040204 23022202 22020000 0 0 柱柱抛 2-17.木制提升式闸板，宽度 B 1.5m，水深 H 1.5m，闸板

26、与导槽间的摩擦系数为 0.7，求提升闸板需力多少？密度水水所以水水甘油在温度时密度为求以国际单位表示的密度和重度解水的体积弹性系数为问压强改变多少时它的体积相对压缩解容积的水温度不变当压强增加时容积减少求该水的体积压缩系数和体积弹性系数解用汽油桶装相对 系数为弹性系数为试计算由于压力及温度变化所增减的体积问灌桶时每桶最多不超过多少公斤为宜解所以从初始状态积分到最终状态得优秀学习资料欢迎下载即另解设灌桶时每桶最多不超过升则大气压升升升石油相对密度粘度求运 运动速度板与固定边界的距离油的动力粘度由平板所带动的油层的运动速度呈直线分布求作用在平板单位面积上的粘性阻力为多少解如图所示活塞油缸其直径活塞

27、直径活塞长度油的当活塞移动速度为时试求拉回活塞所需的力优秀学优秀学习资料 欢迎下载 解：N BHHA p Nc5.16537 5.1 98002123 水 N N f T 25.11576 5.16537 7.0 2-18.图示油罐发油装置，将直径 d 的圆管伸进罐内，端部切成 45 角，用盖板盖住，盖板可绕管端上面的铰链旋转，借助绳系上提来开启。若油深 H 5m，圆管直径 d 600mm，油品相对密度 0.85，不计盖板重及铰链的摩擦力，求提升此盖板所需的力的大小。（提示：盖板为椭圆形，要先算出长轴 2b 和短轴 2a，就可算出盖板面积 A ab）解：由题意 d bda22,2 43b aJ

28、c 24.0 6.02226.014.3 m ab A N HA P 16660 4.0 5 9800 对轴求矩：Td d T b T y y b PC D 22222 45 sin 2)(m HHyC07.7 5 2 245 sin KN N Tmd dA yJy yccc D8687.11 7.118686.000318.0 6.0221666000318.04.0 07.72 3.0 3.044.0 07.7222 433 2-19.25m3卧式圆筒形油罐，长 4.15m，内径 2.54m，油品相对密度 0.70，油面高度在顶部以上 0.20m，求端部圆面积上所受的液体总压力的大小和压力

29、中心位置？解：NDy A p Pc c5.51071454.2 14.3254.22.0 9800 7.042 2 水 mDDA yJecc274.0427.1 2.06424 m e y yc D744.1 274.0 47.1 2-20.1000m3半地下罐，所装油品相对密度为 0.8，油面上压力 0.08 大气压。钢板的容许应力为 1.176108Pa，求最下圈钢板所需厚度？（提示：参考工程力学薄壁筒计算原理）密度水水所以水水甘油在温度时密度为求以国际单位表示的密度和重度解水的体积弹性系数为问压强改变多少时它的体积相对压缩解容积的水温度不变当压强增加时容积减少求该水的体积压缩系数和体积弹

30、性系数解用汽油桶装相对 系数为弹性系数为试计算由于压力及温度变化所增减的体积问灌桶时每桶最多不超过多少公斤为宜解所以从初始状态积分到最终状态得优秀学习资料欢迎下载即另解设灌桶时每桶最多不超过升则大气压升升升石油相对密度粘度求运 运动速度板与固定边界的距离油的动力粘度由平板所带动的油层的运动速度呈直线分布求作用在平板单位面积上的粘性阻力为多少解如图所示活塞油缸其直径活塞直径活塞长度油的当活塞移动速度为时试求拉回活塞所需的力优秀学优秀学习资料 欢迎下载 解：mDVHH DV 5161000 4 442 22 mD Pem N H p P0032.010 176.1 216 470402/47040

31、 5 9800 8.0 9800 08.082 油 2-21.某处装置一安全闸门，门宽 B 为 0.6 米，门高 H 为 1.0 米。距底 0.4 米处装有闸门横轴，闸门可绕轴旋转。问门前水深 h 为若干时，闸门即可自行开放？（不计各处的摩擦力）解：法一：h hD 0.4 m BH hBHhA hJh hccc D5.0125.03 h 1.33 m 法二：7.0 3528 6.0 6.0 7.0 98001 1 1 1 1 h h BH y A p Pc c 7.0 2352 4.0 6.0 2.0 98002 2 2 2 2 h h BH y A p Pc c 7.003.06.0 6.0

32、 7.0126.0 6.031 111 h h A yJecc 2.0 304.04.0 6.0 2.0124.0 6.032 222 h h A yJecc 由题意：P1（0.3 e1）P2（0.2+e2）解得：h 1.33m 2-22.图示两个半圆球形壳，以螺钉相连接。下半球固定于地面，其底部接以测压管，球内装满水，测压管内水面高出球顶 1m，球直径 2m，试求螺钉所受的总张力。解：螺钉所受的总张力等于上半球所受到的静水压力 F NR R hDV F3.41029 1 14.332)1 1(42 14.398003243232 压力体 2-23.卧式油罐直径 2.2m，长 9.6m，油面高

33、出顶部 0.2m。密闭时，油面蒸汽压力为 368mm密度水水所以水水甘油在温度时密度为求以国际单位表示的密度和重度解水的体积弹性系数为问压强改变多少时它的体积相对压缩解容积的水温度不变当压强增加时容积减少求该水的体积压缩系数和体积弹性系数解用汽油桶装相对 系数为弹性系数为试计算由于压力及温度变化所增减的体积问灌桶时每桶最多不超过多少公斤为宜解所以从初始状态积分到最终状态得优秀学习资料欢迎下载即另解设灌桶时每桶最多不超过升则大气压升升升石油相对密度粘度求运 运动速度板与固定边界的距离油的动力粘度由平板所带动的油层的运动速度呈直线分布求作用在平板单位面积上的粘性阻力为多少解如图所示活塞油缸其直径活

34、塞直径活塞长度油的当活塞移动速度为时试求拉回活塞所需的力优秀学优秀学习资料 欢迎下载 水银柱，油品相对密度 0.72，求 AA 及 BB 断面处的拉力？解：368mmHg 5004.8mmH2O 6951.1mmOil 6.95mOil A A 断面：NLDDLH V PAA321.1100756 2.2414.3211.1 15.7 2.2 6.9 9800 72.04 219800 72.02 压力体 油B B 断面：mA yJeN HL H A p Pc ccc c BB049.06.9 2.2 1.1 15.72.2 6.912144.1229437 6.9 2.2 15.7 1.1

35、9800 72.03 油 2-24.在盛有汽油的容器的底上有一直径 d2 20mm 的圆阀，该阀用绳系于直径 d1 100mm 的圆柱形浮子上。设浮子及圆阀的总质量 m 100g，汽油相对密度 0.75，绳长 Z 150mm，问圆阀将在油面高度 H 为多少时开启？解：由题：P G F 浮 临界状态 P G F 浮 2 oP HA V Fo 排 浮 密度水水所以水水甘油在温度时密度为求以国际单位表示的密度和重度解水的体积弹性系数为问压强改变多少时它的体积相对压缩解容积的水温度不变当压强增加时容积减少求该水的体积压缩系数和体积弹性系数解用汽油桶装相对 系数为弹性系数为试计算由于压力及温度变化所增减

36、的体积问灌桶时每桶最多不超过多少公斤为宜解所以从初始状态积分到最终状态得优秀学习资料欢迎下载即另解设灌桶时每桶最多不超过升则大气压升升升石油相对密度粘度求运 运动速度板与固定边界的距离油的动力粘度由平板所带动的油层的运动速度呈直线分布求作用在平板单位面积上的粘性阻力为多少解如图所示活塞油缸其直径活塞直径活塞长度油的当活塞移动速度为时试求拉回活塞所需的力优秀学优秀学习资料 欢迎下载 md dz dd dmgHzdH mg d d HdH mg z Hd174.0 15625.0 0177.002.0 1.015.0 1.002.0 1.0 9800 75.0 14.38.9 1.0 4 44 4

37、4 42 222 2 222121222121 22212221 即 H 0.174m 2-25.图示水泵吸水管内的圆球形吸入阀，管内液面高 H1 5m，管外液面高 H2=2m。实心钢球直径 D=150 毫米，材料相对密度 8.5，安装在一个直径 d=100mm 的阀座上。问吸水管内 AB 液面上需有多大的真空度时，才能将球阀升起？（提示：先分清球阀在垂直方向上受哪些力的作用，再根据压力体去解）解：由题意：PG，设真空度为 h 压力体叠加后只剩 V柱()和 V球(),产生的向上压力 P上 h H Hd DP 2 12 34 6 水 水 上 向下的力为球阀自重 G 球 63DG P上 G 时，阀

38、门可启动，相等为临界状态 o mH h269.4（p0 h 4.59 104Pa）2-26.玻璃制比重计，管下端小球中装有弹丸，管外径 2.0cm，小球体积 V010cm3；比重计的重量 m 25g，汽油相对密度为 0.70。求比重计淹没在汽油中的深度 h？解：G F 浮 hdV mg4102 排 汽 2.5 9.8 0.7 9.8（10+3.14 22 h/4）h 8.2cm 密度水水所以水水甘油在温度时密度为求以国际单位表示的密度和重度解水的体积弹性系数为问压强改变多少时它的体积相对压缩解容积的水温度不变当压强增加时容积减少求该水的体积压缩系数和体积弹性系数解用汽油桶装相对 系数为弹性系数

39、为试计算由于压力及温度变化所增减的体积问灌桶时每桶最多不超过多少公斤为宜解所以从初始状态积分到最终状态得优秀学习资料欢迎下载即另解设灌桶时每桶最多不超过升则大气压升升升石油相对密度粘度求运 运动速度板与固定边界的距离油的动力粘度由平板所带动的油层的运动速度呈直线分布求作用在平板单位面积上的粘性阻力为多少解如图所示活塞油缸其直径活塞直径活塞长度油的当活塞移动速度为时试求拉回活塞所需的力优秀学优秀学习资料 欢迎下载 2-27.一木排由直径 250 毫米，长 10 米的圆木结成。用以输送 1000 牛顿的重物通过河道。设木头的相对密度为0.8，过河时圆木顶面与水面平齐。问至少需要圆木多少根？解：至少

40、需要圆木 x 根 G F 浮 4.1010 25.0 14.3 9800 2.0400001000010000422 xx Vx V x LD 木木 所以，至少 11 根。密度水水所以水水甘油在温度时密度为求以国际单位表示的密度和重度解水的体积弹性系数为问压强改变多少时它的体积相对压缩解容积的水温度不变当压强增加时容积减少求该水的体积压缩系数和体积弹性系数解用汽油桶装相对 系数为弹性系数为试计算由于压力及温度变化所增减的体积问灌桶时每桶最多不超过多少公斤为宜解所以从初始状态积分到最终状态得优秀学习资料欢迎下载即另解设灌桶时每桶最多不超过升则大气压升升升石油相对密度粘度求运 运动速度板与固定边界

41、的距离油的动力粘度由平板所带动的油层的运动速度呈直线分布求作用在平板单位面积上的粘性阻力为多少解如图所示活塞油缸其直径活塞直径活塞长度油的当活塞移动速度为时试求拉回活塞所需的力优秀学优秀学习资料 欢迎下载 第三章 流体运动学与动力学基础 3-1 已知流场的速度分布为 k xy j y i xy u 3 231(1)属几元流动？(2)求（x，y，z）（1，2，3）点的加速度。解：（1）属二元流动。（2）xy u y u xy uz y x,31,3 2 33.5316310 23104 3 2 2 xy xy xy y y xyzuuyuuxuutua xzxyxxxx 67.103323103

42、10 05 2 3 2 y y y xyzuuyuuxuutuayzyyyxyy33.53163203103 3 2 xy xy x y y xyzuuyuuxuutua zzzyzxzz 3-2 已知平面流动的速度分布规律为 jy xx Biy xy Bu 2 2 2 22 2 解：2 2 2 22,2 y xx Buy xy Buy x 流线微分方程：y xudyudx 代入得：2 2 2 22 2 y xx Bdyy xy Bdx C y x ydy xdxxdyydx 2 20 3-3 用直径 200mm 的管子输送相对密度 0.7 的汽油，使流速不超过 1.2m/s，问每小时最多输送

43、多少吨？解：h t s kg VA Q M/95.94/376.26 2.0414.32.1 1000 7.02 3-4 油管输送相对密度 0.8 的煤油，设计输送量为 50t/h，限制流速不超过 0.8m/s，需多大管径？解：VM dA VA Q M 42 mm mVMd 166 166.08.0 1000 8.0 14.33600/1000 50 4 4 3-5 一离心泵吸入管直径 150mm，排出管直径 100mm，若限制吸入管流速不超过 0.7m/s，求流量及排出管流速各为多少？密度水水所以水水甘油在温度时密度为求以国际单位表示的密度和重度解水的体积弹性系数为问压强改变多少时它的体积相

44、对压缩解容积的水温度不变当压强增加时容积减少求该水的体积压缩系数和体积弹性系数解用汽油桶装相对 系数为弹性系数为试计算由于压力及温度变化所增减的体积问灌桶时每桶最多不超过多少公斤为宜解所以从初始状态积分到最终状态得优秀学习资料欢迎下载即另解设灌桶时每桶最多不超过升则大气压升升升石油相对密度粘度求运 运动速度板与固定边界的距离油的动力粘度由平板所带动的油层的运动速度呈直线分布求作用在平板单位面积上的粘性阻力为多少解如图所示活塞油缸其直径活塞直径活塞长度油的当活塞移动速度为时试求拉回活塞所需的力优秀学优秀学习资料 欢迎下载 解：s m VA Q/0124.0415.0 14.37.032 s m

45、VddAA VV/575.1 7.015.122 吸排吸排吸 吸排 3-6 自水箱接出一个水龙头，龙头前有压力表。当龙头关闭时，压力表读数为 0.8 大气压；当龙头开启时，压力表读数降为 0.6 大气压。如果管子直径为 12 毫米，问此时的流量为多少?解：p0 0.8at 8mH2O 对 1 1、2 2 列伯努利方程:s m A V Qs m g VgV/10 08.74012.0 14.326.6/26.6 6 8 22 980098000 6.00 0 0 83 422222 3-7 水从井 A利用虹吸管引到井 B 中，设已知体积流量 Q=100米/时，H1=3 米，Z=6 米，不计虹吸管

46、中的水头损失，试求虹吸管的管径 d 及上端管中的负压值 p。解：列 1、2 的伯努利方程：mm mVQddV Qs m gH VgVH68 068.067.7 14.33600/100 4 44/67.7 3 8.9 2 220 0 0 02221 2221 列 1、3 的伯努利方程：KPa PagVH z pgVpH z8.58 10 8.58 6 9800220 0 032121 另解：列 2、3 的伯努利方程：at KPa Pa z pgVpzgV6.0 8.58 10 8.58 6 98002 20 032 2 3-8 为测管路轴线处的流速，装置如图所示的测速管。左管接于水管壁，量出不

47、受流速影响的动压强；右管为 90弯管，量出受流速影响的总压强。把两管连于 U形管水银压差 计上。若 h=200 毫米，求管轴处的流速?解：022p pguA 1 1 2 2 8mH2O 1 2 3 Z2 密度水水所以水水甘油在温度时密度为求以国际单位表示的密度和重度解水的体积弹性系数为问压强改变多少时它的体积相对压缩解容积的水温度不变当压强增加时容积减少求该水的体积压缩系数和体积弹性系数解用汽油桶装相对 系数为弹性系数为试计算由于压力及温度变化所增减的体积问灌桶时每桶最多不超过多少公斤为宜解所以从初始状态积分到最终状态得优秀学习资料欢迎下载即另解设灌桶时每桶最多不超过升则大气压升升升石油相对密

48、度粘度求运 运动速度板与固定边界的距离油的动力粘度由平板所带动的油层的运动速度呈直线分布求作用在平板单位面积上的粘性阻力为多少解如图所示活塞油缸其直径活塞直径活塞长度油的当活塞移动速度为时试求拉回活塞所需的力优秀学优秀学习资料 欢迎下载 s mh gp pg uHgA/03.798002.0 9800 1 6.13 8.9 22 20 注：h z zz p h z pHg2 12 2 1 1 3-9 相对密度为 0.85 的柴油，由容器 A经管路压送到容器 B。容器 A 中液面的表压力为 3.6 大气压，容器 B 中液面的表压力为 0.3 大气压。两容器液面差为 20 米。试求从容器 A输送到

49、容器 B 的水头损失?解：列 A、B 两液面的伯努利方程：mp phhp pB AB wAB wAB A8.18 209800 85.098000 3.0 6.3200 20 0 00 00 0 油油 油 3-10 为测量输油管内流量，安装了圆锥式流量计。若油的相对密度为 0.8，管线直径 D=100毫米，喉道直径 d=50毫米，水银压差计读数 h=40 厘米。流量系数 0.9，问每小时流量为若干吨?解：pg A Q 2 h t h ts kgh gdQ MHg/57/10003600 8256.15/8256.154.09800 8.09800 8.0 6.138.9 2405.0 14.3

50、9.0 1000 8.02422 油油 3-11 为了在直径 D 160mm 的管线上自动掺入另一种油品，安装 了 如下装置：自锥管喉道处引出一个小支管通入油池内。若压 力 表Z1 2 2 1 1 密度水水所以水水甘油在温度时密度为求以国际单位表示的密度和重度解水的体积弹性系数为问压强改变多少时它的体积相对压缩解容积的水温度不变当压强增加时容积减少求该水的体积压缩系数和体积弹性系数解用汽油桶装相对 系数为弹性系数为试计算由于压力及温度变化所增减的体积问灌桶时每桶最多不超过多少公斤为宜解所以从初始状态积分到最终状态得优秀学习资料欢迎下载即另解设灌桶时每桶最多不超过升则大气压升升升石油相对密度粘度