杜廣生工程流體力學基礎作業(yè)

1、工程流體力學基礎作業(yè)1-9 已知椎體高為，錐頂角為，錐體與錐腔之間的間隙為，間隙內潤滑油的動力黏度為，錐體在錐腔內以的角速度旋轉，試求旋轉所需力矩的表達式。解：以錐頂為原點，建立向上的坐標1-10 已知動力潤滑軸承內軸的直徑m，軸承寬度m，間隙mm，間隙內潤滑油的動力黏度Pa·s，消耗的功率kW，試求軸的轉速為多少？解：力矩 角速度 轉速 r/min2-10 如果兩容器的壓強差很大，超過一個U形管的測壓計的量程，此時可以將兩個或兩個以上的U形管串聯(lián)起來進行測量。若已知cm，cm，油的密度kg/m3，水銀的密度kg/m3。試求A、B兩點的壓強差為多少？解：2-22 一矩形閘門AB可繞其

2、頂端A點旋轉，由固定在G點的重物控制閘門的開閉。已知閘門寬120cm，長90cm，閘門和重物共重10000N，重心在G點處，G和A點的水平距離為30cm，閘門和水平面的夾角。試確定水深多少時閘門正好打開？解：力矩Nm慣性矩m4面積m2mm2-31 汽油箱底部有一錐形閥，mm，mm，mm，mm，mm，汽油密度為830kg/m3，若略去閥芯的自重和運動時的摩擦力不計，試確定：（1）當測壓表讀數(shù)Pa時，提起閥芯所需的最小的力F；（2）時的計示壓強。解：（1）相當自由液面高m上面壓力體m3下面壓力體m3N（2）mPa3-4 已知流場中速度分布為，。問：（1）該流動是否定常流動？（2）求時點（1，1，1

3、）上流體微團的加速度。解：（1）非定常（2）3-13 一噴管直徑m，收縮段長m，若進口平均速度m/s，求出口速度。解：mm3-14 圖示文杜里管和壓強計，試推導體積流量和壓強計讀數(shù)之間的關系式。解：由連續(xù)方程 伯努利方程 等壓關系 高度關系 3-25 直立圓管直徑10mm，一端裝有5mm的噴管，噴管中心到1截面的距離為3.6m，從噴管出口排入大氣的水流出口速度為18m/s，不計摩擦損失，計算截面1處的計示壓強。解：mm，mm，m/s，m，kg/m3由連續(xù)方程 m/s由伯努利方程 Pa3-33 消防水槍水平工作，水槍進口直徑mm，出口直徑mm，水槍工作水量L/min，試確定水槍對消防隊員的后坐力

4、。解：m3/sm2m2m/sm/s由伯努利方程 Pa由動量方程 噴管對水的作用力 水對噴管的作用力為，方向向右。考慮管內靜壓對后端的作用力，合力為N，方向向左。5-1 用管徑mm的圓管輸送石油，質量流量kg/h，密度kg/m3，石油冬季時的運動黏度為m2/s；在夏季時，m2/s，試求冬、夏季石油流動的流態(tài)。解：速度m/s 層流 湍流5-5 輸油管的直徑mm，長m，出口端比進口端高m，輸送油的質量流量kg/h，油的密度kg/m3，進口端的油壓Pa，沿程損失系數(shù)，求出口端的油壓。解：面積m2平均速度m/s沿程損失m伯努利方程Pa5-9 內徑為6mm的細管，連接封閉容器A及開口容器B，容器中有液體，

5、其密度為kg/m3，動力黏度Pa·s，容器A上部空氣計示壓強為kPa。不計進口及彎頭損失。試問液體流向及流量。解：勢能水頭mm故AB假設為層流哈根-泊肅葉公式m3/s檢驗m/s 故不是層流按湍流光滑管計算m/s m3/s5-11 在管徑mm、管長m的圓管中流動著的水，其雷諾數(shù)。試求當管內壁為mm的均勻沙粒的人工粗糙管時，其沿程能量損失。解：故在湍流粗糙管過渡區(qū)黏度 Pa·s平均速度 m/s沿程損失mH2O5-28 在分支管道系統(tǒng)中，已知m，m，m，m；m，m，m，m；m，m，m，m；m2/s。水泵的特性數(shù)據(jù)為，當流量為0、1m3/s、2m3/s、3m3/s時，對應的壓頭為4

6、2m、40m、35m、25m，試求分支管道中的流量、。解：相對粗糙度，。擬合水泵特性曲線水泵吸入端靜水頭水泵壓出端靜水頭設節(jié)點靜壓頭節(jié)點總壓頭各段壓頭損失 查檢驗節(jié)點處的連續(xù)性。試取水泵流量.5m3/sqV11.51.561.59v11.909861.986252.02445hs4.8144.7994.871Hp3837.69837.541hp42.81442.49742.412Re11.90986E61.98625E62.02445E610.01420.01420.0142hf12.6412.8562.967hj40.17339.64139.445hjT40.35939.84239.654h

7、f210.3599.8429.65420.0150.01430.01430.0143v23.35968Re21.67984E6qV20.675620.658550.65223hf315.35914.84214.65430.0190.01920.01920.0192v33.44834Re32.06901E6qV30.969910.953440.94738qV2+qV31.6461.6121.6005-29 由兩個環(huán)路組成的簡單管網，已知m，m，m；m，m，m；m，m，m；m，m，m；m，m，m；管網進口A和出口B處水的流量為1m3/s。忽略局部損失，并假定全部流動處于湍流粗糙區(qū)，試求經各管道的流

8、量。解：相對粗糙度，。沿程損失系數(shù)，。試取流量值，且滿足 m3/s計算各管道損失 其中，。檢驗每個環(huán)路是否滿足 不滿足則修正流量。qV10.60.650.64qV20.40.350.36qV30.10.150.15qV40.70.80.79qV50.30.20.21hf111.42613.41013.001hf215.49811.86512.553hf30.0970.2180.218hf415.55320.31419.809hf539.79817.68819.5016-3 空氣=1.4，R=287J/(kg·K)在400K條件下以聲速流動，試確定：氣流速度。對應的滯止聲速。對應的最大

9、可能速度。解：m/sm/sm/sm/s6-6 空氣管流=1.4，R=287.43J/(kg·K)在管道進口處K，Pa，m/s，cm2，在管道出口處K，Pa，m/s，試求進出口處氣流的各種狀態(tài)參數(shù)：T0，p0，0，Tcr，pcr，cr，vmax。解：進口處：m/skg/m3KPakg/m3KPakg/m3m/sm/s出口處：m/skg/m3cm2KPakg/m3KPakg/m3m/sm/s6-11 空氣氣流在收縮噴管截面1上的參數(shù)為Pa，K，m/s，mm，在出口截面2上馬赫數(shù)為，試求出口的壓強、溫度和直徑。解：m/sKPamm或 kg/m3kg/m3m/smm9-1 空氣穩(wěn)定地流過一等截面管，在某截面處，氣流的參數(shù)Pa，K，m/s，求發(fā)生在狀態(tài)1處的正激波波后的壓強、溫度和速度。解： J/(kg·K)m/sPaKm/s9-2 氣體在管道中作絕熱流動并產生一個正激波。已知在激波上游截面處， K，m/s，kPa；激波下游截面處，K。試求激波下游截面處的、，并與上游截面處的值進行比較。解：設由解得m/sJ/(kg·K)m/skPakg