工程流体力学习题

工程流体力学习 《工程流体力学》习题 第二章 习 题 κ[2-3] 2-3有一如图所示的鉴定压力的校正器，器内充满油液，油的体积压缩率 -102=4.7510m/ND=10mmt=2mm ×，用手轮旋转密封良好的活塞。已知活塞直径，旋进螺，在 0.1MPaV=0.2L20MPa时的油液体积为，问手轮应旋进多少圈，才能造成的油压。(答:0 n=12.1圈) [2-6] 2-6D如图所示，有上下两块平行圆盘，直径均为。在间距为 二 的缝隙中充满动力粘度为 二 的液体。若下盘固定不动，要想使上板以等角速度 二 旋转，问需施加多大的力矩 2M M=D/(32) πµωδ。(答:) [2-7] A-A =0.14Pas, ?两种不相混合液体的交界面为。两种液体的动力粘度分别为 二1=0.24Pas =0.8mm , =1.2mm 2-7µ?δ;两液层厚度分别为二，如图所示。假设两种液体中的速212 2A=1000cm =0.4m/s 度分布均为直线规律，试求使底面积的平板以二的匀速运动所需的力。0 F=3.73N (答:) 第三章 习 题 2 [3-2] 3-23h=0.9 m h=0.4 m h=1.1 m h=0.75 m 盛水容器形状如图所示。已知，，，1234h=1.33 m p=0 p=4.90 kPa p= - 1.96 kPa p= - 1.96 kPa ，。求各点的表压强。(答:，，，51234p= - 7.64 kPa，)3 [3-4] 3-25D=0.8 md=0.3 m1000 N 如图所示，直径，的圆柱形容器自重，支承在距液面为b=1.5 m a+b=1.9 m F的支架上。由于容器内部有真空，将水吸入。若，求支架上的支承力。 F=4013 N(答:) [3-7] 3-28b=1 mh=0.75 m 如图所示，边长顶部敞口于大气水箱，盛水深度。容器以匀加速aaaa度和 水平向右、铅垂向上运动，和 大小相等，并使水达到即将外溢的的极限状态。yzyz 2A Ba=a=9.81 m/sp=19620 试求加速度的大小及容器底角、两点的压强。(答:，yzAPap=9810 Pa，)B 3 [3-8] 3-29D=1.2 mL=2.5 m =900kg/m如图所示，直径 ，长的油槽车。内装密度 二的石油。 2h=1 ma=2m/s AB油面高度 ，以 的加速度水平运动。试求侧盖 和 上所受油液的作用力。 F=12529.6NF=7409.1N(答:，)AB 3 [3-9] 3-30D=1.2 m r=0.43 m 如图所示，一圆柱形容器，直径，完全充满水。在顶盖上处开0 , a=0.5 m n一小孔敞口测压管中的水位。问此容器绕立轴旋转的转速为多大时，顶盖所受静 n=427 r/min水总压力为零,(答:) 第四章 习 题 [4-9] 4-10ABBBCBDd=45cm , d=30cm , d=20cm, 如图所示，管路在点分为、两支，已知ABCd=15cm , =2m/s , =4m/s , , (=4.5cm/s, 10.6m/s)υυυυ试求二。答:二DACB DB D= [4-10] 4-11d=100cm , d=50cm , d=25cm 三段管路串联如图所示，直径，已知断面平均速度123 q=10m/s =0.625m/s , =2.5m/s , υ二，求二、二和质量流量(流体为水)。(答:二31212m =4.9kg/s) 第五章 习 题 [5-1] 5-23d = 10cmv = 1.8m/水从铅直圆管向下流出，如图所示。已知，管口处的水流速度11sh = 2mvdv = 6.5m/sd = 5.2cm，试求管口下方处的水流速度和直径。(答:，)2222[5-2] D = 0.15m5-24h = 2.1mh = 3.0m水箱侧壁接出一直径 的管路，如图所示。已知;，不12 4 A1d = 计任何损失，求下列两种情况下点的压强。()管路末端安一喷嘴，出口直径0.075m2p = 17400Pap = -29400Pa，()管路末端没有喷嘴。(答:，)12 3[5-6] = 900kg/m5-28d = 有密度ρ的油液，在铅直管道中流动，如图所示。已知管道直径0.2mL = 20m12p = 0.196Mpap = 0.5886MPa ，在相距的、两点处测得，试问油液流动方向12 h = 24.4m如何,水头损失多大,(答:向上流动，油柱)f [5-10] 5-32如图所示，将一平板垂直探人水的自由射流中，设平板截去射流的部分流量qv = 30m/sq = 36L/s，并引起射流的剩余部分偏转一角度α，已知射流速度，总流量，平v1v q = 12L/sF = 板所截流量。不计重力及流动损失，求射流加于平板上的力和偏转角度。(答:v1 456.5Nα = 30 ) 5 [5-11] 5-33u如图所示，一带有倾斜光滑平板的小车，逆着射流方向以速度运动，若射流喷 Av嘴固定不动，射流断面为，流速为，不计小车对地面的摩擦，求推动小车所需要的功率。[5-13] 5-35p = 如图所示，在离心水泵的实验装置上，测得吸水管的表压强为1 44-392×10Pap = 27468 ×10Pad = 30cmd = 25cmh = (，压水管上的表压强为(，已知，，212 31.5mq = 0.1m/sP = 3296kW，，试求水泵的输出功率。(答:()v 第六章 习 题 2[6-1] 60 m400 m6 m/s 油船长，吃水面积，船速，现用模型在水中进行实验，模型吃水面积 6 21 m(L=3 m v=1.34 m/s)。若只计重力影响，求模型长度及船速。答:，mm [6-2] 37 km/s 实船的航速为，欲在水池中用模型测定它的兴波阻力。设模型尺寸是实船的三 10 N 十分之一，问模型在水中的速度应为多少,若测得模型的阻力为，则实船阻力为多少, 4 v=1.876 m/sF=2710N×(答:，)mp [6-3] Fv L推导不可压缩流体中流线型潜体所受阻力的表达式。已知阻力与物体速度、尺寸 、 22(F=f(vL/)vL )ρµρ流体密度二 、动力粘度系数 二 有关。答: [6-4] v d 固体颗粒在液体中等速沉降的速度与固体颗粒的直径，密度二及液体的密度 二sL v g (=f(，动力粘度 二 ，重力加速度有关。试用 二 定理建立沉速的基本形式。答:gdρρgds,)) ρµ 第七章 习 题 [7-3] 7-19dL如图所示，水从水箱中通过直径为，长度为，沿程阻力系数为λ的立管向大 2dddπhqhhqg==,2气中泄水。问多大时，流量的表达式与无关。(答:)vv4λλ [7-4] 7-20d = 50mmd = 100mm如图所示，一水平放置的突然扩大管路，直径由扩大至，12 315.7kN/m在扩大前后断面接入双液比压计中，上部为水，下部为重度γ = 的四氯化碳，当 3q = 16m/hh = 173mm流量小时的比压计读数Δ时，求突然扩大的局部阻力系数ζ，并与v 0.54理论计算值进行比较。(答:ζ = ) 3[7-6] 7-22q = 15m/hd = 50mm在如图所示的弯管中，水流量，管径，沿程阻力系数λ = v 7 0.0285ABL = 0.8mh = 20mm，段长度，比压计中水银面高度差Δ。求弯管的局部阻力系数AB 0.643(答:ζ = ) [7-9] = 24m7-25L = L = L = L两水箱的水位差ΔH，如图所示。已知各段管道长度分别为1234 = 100md = d = d = 100mmd = 200mm = = = ，管内径分别为，，沿程阻力系数λλλ12431240.025 = 0.02301，λ，阀门的阻力系数ζ = ，其它局部阻力不计。求()管路中的流量;3 21q = 23.75L/s2q = ()如果把阀门关闭，管路中的流量又为多少,(答:()，()vv19.6L/s) 第八章 习 题 d=,,mm[8-1] 8-14q=H=,m如图所示，一水箱在处开一薄壁孔，，如测得流量v ?43Cx=3my=1.2m2.94×10m/s，射流的某断面中心坐标为，。试求:流量系数,流速d ζCCC=0.598, C=0.968, C=0.618, =0.0672ζ系数,断面收缩系数,阻力系数,(答:)dvcvc 8 AC[8-4] 8-17如图所示，从水管向左箱供水，然后经面积为、流量系数为的孔口流向右,, ACq箱，再从右箱经面积为、流量系数为的孔口流出，恒定流量为。试求图示的两个水v,, ,q:,q,,vvH=,,HHH=+ ,位高度和。(答: 2),,,22,,,,,,2gCA,gCACA22,,,,:: H,6mH=2m[8-5] 8-18如图所示，水箱上有两个完全相同的孔口，，试求密封容器上12 pp=9810 Pa的压强。(答:) 第九章 习 题 δ[9-2] 9-118cm= 1.96Pas?如图所示，两固定平行平板间隙,，动力粘度二 的油在其中作 v = 1.5m/s(1)2层流运动。最大速度，试求:单位宽度上的流量;()平板上的切应力和速max 33L=25mz2cmq=0.08m/s, =147Pa, τ度梯度;()前后的压强差及,处的流体速度。(答:v0dv =75L/s, p=91880Pa, v=1.125m/s?)dzz=0 δ[9-5] 9-14dLxt如图所示，活塞直径为，长度为，同心缝隙为，活塞位移与时间的函数 ωωx=asint, a关系是式中为常数，为活塞曲柄角速度。假定活塞两端压强相等，油液动力 222µ(P=dLacost/)πµωωδ粘度为，不计惯性力，试求活塞运动所需要的功率。 [9-6] 9-150.01m=0.08Pas?如图所示，相距 的平行平板间充满二的油，上板运动速度为 44U=1m/s 80m17.6510Pa9.8110Pau=u(z) ××，在的距离上，压强从降到。求的速度分布规律， 2u=161.25z-6125z, q=6.021L/s, 并由此计算单位宽度上的流量及上板的切应力。(答:v=3.1Paτ)0 9 第十章 习 题 :[10-2] 2000m2400km-56.5C飞机在的高度飞行，航速为每小时，空气温度为，求飞机航 (Ma=2.25)行的马赫数。答: 0[10-3] 1350km/ht=20C 一架飞机在海平面上以速度飞行，海平面的温度，试求此飞机以同 0t=-55C样的速度在同温层()飞行时的马赫数比前者的马赫数大百分之几,(答:大15.9%) 10