工程流體力學(xué)部分習(xí)題解答

1、精選ppt2.6sPa 10617.23423150273,111 27327310028.1762306000TKTKTK精選ppt2.8sPa 45 . 025 . 05 . 0025. 0dydudydudydu精選ppt2.920)5(2105max2CyyCdydu時，當(dāng)精選ppt3-6 封閉水箱如圖所示，測壓表上的讀數(shù)為5000Pa，h=1.6m，h1=0.6m，設(shè)水的相對密度S1=1，水銀測壓計的相對密度S2=13.6。 問水面上的真空度Pv和h各為多少？解：如圖所示選取等壓面，則有 1aHggh gh PP h gA水示水，PPPc4hg2c41/S /水水水，又ShgS2c4

2、水代入得到：P）（6 . 0-6 . 18 . 9110h8 . 96 .13105000334798paP pa4798036. 08 . 96 .131036036. 03vpPmmmh真空度A AA A B B B BP精選ppt3-9 如圖所示，H=3m ，h1=1.4m ，h2=2.5m ，h3=1.2m ，h4=2.3 ，水銀的密度 Hg=13600kg/m3。 求：按復(fù)式水銀測壓計的讀數(shù)算出鍋爐中水面上蒸汽的絕對壓強(qiáng)p。解：pPaCCCAABBPa 351)()()()(1123234khHghhghhghhgppHgHga水油精選ppt3-10 相對密度 S = 0.92 的油

3、流過管道如圖所示。已知 A 點的壓強(qiáng) pa = 180.2kPa ，試求 B 點的壓強(qiáng) pb。如果油不流動 pb= ？解：33m/kg9201092.0 / cw4 cw4SS則：根據(jù)相對密度的定義等有根據(jù)在豎直上的距離相)m(2/52 . 0h2h145sin5h12h2 . 0（1）當(dāng)油流動時，如圖選取等壓面，則在等壓面1-2處有： P1=P211ghAPP又ghghghgg123HHPAPP 123.5kpa123471pa 2 . 08 . 913600)2/52 . 0(8 . 992010180.2 gh )hg(hgh321 23gHABPPP1233精選ppt（2）當(dāng)油不流動時

4、，則：hg ABPP2258 . 9920102 .1803BPkpa3 .148pa1483241233精選ppt3-12 在一直徑 d=300mm ，高度 H=500mm 的圓柱形容器中，注入某液體至高度 h=300mm ，使容器繞垂直軸作等角速度旋轉(zhuǎn)。（1）試確定使水之自由液面正好達(dá)到容器邊緣時的轉(zhuǎn)數(shù) n1 ；（2）求拋物面頂端碰到容器底時的轉(zhuǎn)數(shù) n2 ，此時容器停止旋轉(zhuǎn)后，水面高度 h2 將為多少？min82.170120260444442111124222210202200轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速器邊緣時由體積相等有當(dāng)自由液面恰好達(dá)到容面處半徑為設(shè)：自由液面在原始液自由表面方程hHgdwnhHgdwh

5、HdgrwdzrdhHdzrrzgrwsdrsr解：（1）精選pptmmhHhhdHdgdHddzrHdnndHdghndHgHgdHgddrHzzgrwdsss2502284244min29.1993 . 05 . 0260260882222222222222202222222222222222時水的體積為轉(zhuǎn)速達(dá)到轉(zhuǎn)代入得代入得時）由自由液面公式（精選ppt3-14 如圖所示，直線形式的汽車上放置一內(nèi)裝液體的U形管，長 l=500mm 。 求：確定當(dāng)汽車以加速度 a=0.5m/s2 行駛時兩支管中液面的高度差。mmlgahhBA5 .255008 . 95 . 0由lhhgaBAtan高度差

6、mmhhBA5 .25解：精選ppt3.20、如圖所示，求斜壁上圓形閘門上的總壓力及壓力中心。已知閘門直徑d=0.5m，a=1m，=60Fpy精選pptm26. 12242y24ddaRdaAyIyccxcR精選ppt3.21、如圖所示，盛有水的容器底部有圓孔口，用空心金屬球體封閉，該球體的重力W=2.452N，半徑r=4 ，孔口直徑d=5，水深H=20。試求提起該球體所需之最小力F。WrdPaHF精選pptWrdPaHFV1V2V球缺0020 )3(31hhRhV，為球缺高度球缺體積公式： 精選ppt。為小力所以提起該球所需要最即：若要提起球，則應(yīng)滿足NNNVFP762. 3F762. 3W

7、FF0W-F-F447. 6109 .6578 . 910gzz63z精選ppt習(xí)題4.5 已知速度場 。式中V為常數(shù)，試求該流動的流線方程式。yxxydduu解：cos ,sin ,0 xyzuVuVuc o ss i ns i nc o syxxyddvvddsinxyC兩邊積分：-cossincos0yxC精選ppt4.10已知流場的速度分布 為 ，試求：屬于幾維流動？求（2，1，0）點的加速度。解：有題可知其屬于二維流動 可將其速度表示為2320Vy ix jk23,2 ,0 xyzuy ux u 精選ppt由題知速度 ,將加速度分解在x.y.z3個坐標(biāo)方向上，則有axxxxxxyzu

8、uuuauuutxyz200 36( 2 )0yyx 12xy 精選ppt220( 2) 30 ( 2 )06yxy yyyyyxyzuuuuauuutxyzzzzzzxyzuuuuauuutxyz200 30 ( 2 )00yx 精選ppt則在點（2，1，0）處的加速度為:12 2 16 1aij 126axy iy j 246ij 精選ppt4.14 有一輸油管道，在內(nèi)徑為20cm的截面上的流速是2m/s,求另一內(nèi)徑為5cm的截面上的流速以及管道內(nèi)的質(zhì)量流量。已知油的相對密度為0.85.解：大截面的面積為：解：大截面的面積為：2210.014ADm311*0.0120.02vmQAvs由于

9、截面上每處流速相等，故有：由于截面上每處流速相等，故有：1v2v精選ppt同理可得：同理可得：220.0232/1600vQvm sA30.020.85 1053.38/mvQQkg s由于流量體積相等，則有：由于流量體積相等，則有：由于液體密度均勻，故由于液體密度均勻，故：22241600Adm精選ppt5.10 如圖所示，直立圓管的管徑為如圖所示，直立圓管的管徑為10mm，一端裝有直徑為，一端裝有直徑為5mm的噴嘴，的噴嘴，噴嘴中心離圓管的噴嘴中心離圓管的11截面的高度為截面的高度為3.6mm，從噴嘴排入大氣的水流的出口，從噴嘴排入大氣的水流的出口速度為速度為18m/s。不計摩擦損失，計算

10、截面。不計摩擦損失，計算截面11處所需的計示壓強(qiáng)。處所需的計示壓強(qiáng)。解：解：取基準(zhǔn)面取基準(zhǔn)面11，取，取a1= a2 =1，則根據(jù)能量方，則根據(jù)能量方程有程有：02gZ2gZ2222121111gvapHgvap其中其中0H0,6.3,0221且pZZ11smvvvAvA/5.441212211可得根據(jù)Kpap1881精選ppt5.14 如圖所示，水從井A利用虹吸管引進(jìn)井B中，設(shè)已知體積流量qv=100m3/h，H1=3m，Z=6m，不計虹吸管中的水頭損失。試求虹吸管的管徑d及上端管中的負(fù)計示壓強(qiáng)值p。AZH1B解： 此題錯誤，見精選ppt5.16、如圖所示，離心式水泵借一內(nèi)徑 的吸水管以的流

11、量從一敞口水槽中吸水，并將水送至壓力水箱。設(shè)裝在水泵與吸水管接頭上的真空計指示出負(fù)壓值為39997Pa。水力損失不計，試求水泵的吸水高度H。mm150d h/m60q3v解:取自由液面與吸水管接頭斷面為計算斷面。水泵在兩計算斷面之后，能量方程無輸入能量mHgVgHhgVgPZgVgPZsmdqvvdqsswvv032. 4023999700022/94. 0442222122222211112222精選ppt5-21Q，V0Q1，V1Q2，V2FnFs精選ppt2200 011 1010 122wPVPVzHzhgggg021wh0H2121,zzPP分別取三截面分析：2200 022 202

12、0 222wPVPVzHzhgggg有：精選pptsmVVV/152130.0186 150.279/vQAVms又313210.093/ ,320.186/3vvQQmsQQms故有：故有：精選ppt01 122cos30cos60nsvFQVFQVQVQ VNFNFsn2 .6973 .3624解得精選ppth hh h1 11 11 12 22 2v1v2h h1-1-h hAAOOB5.22 去掉p2為大氣壓的條件smvAAvAvAvQ941024010260Q:23231212221121由連續(xù)性方程有kpaphgppHg 609.34,212，列能量方程有：與由圖所示選取過流斷面2

13、-21-121222222111122whgVgpzHgVgpz0, 1, 02121whH精選pptv1v2動量方程得：取控制體如圖所示，列11222211VVqFApApFvx121又代入有NF54.185系有由作用力與反作用力關(guān)水平向右方向，法蘭螺栓所受總力為：N54.185p2A2Fp1A2精選ppt8.25對水箱自由液面和斷面mfhhzgVgpzgVgp2222121122gVdLhf222gvgvhm2).(2)(2222閥門入口閥門462.21474. 05 . 0(474. 01 . 0100035. 00474. 002700閥門閥門）對水箱自由液面和斷面slvdqmgvgvgvgv/ 72. 34474. 0225 . 021 . 050035. 002720022222gvgvhm2.222入口精選ppt8.26mhhgVgVhhff 4 . 4124 . 500002 ,21maxmax2222mdVdqVdhgVdf 739. 14Re244Re6400200212gVdLhf2221