工程流体力学习题课.

工程流体力学安全科学与工程系工程流体力学第1-3章工程流体力学安全科学与工程系习题课某输水管安装的文丘利流量计，当其汞-水压差计上读数Δh=4cm，通过的流量为2L/s，分析当汞水压差计读数Δh=9cm，通过流量为（）L/s。答案：3.工程流体力学安全科学与工程系习题课已知流场的速度分布，该流场属于（）元流动，其在（3，1，2）点的加速度表达式。答案：三；27964aijk2232vxyiyjzk工程流体力学安全科学与工程系习题课边长为1m的封闭立方形箱子，一半充水，另一半充油，油的比重为0.75，当箱子以0.5g加速度竖直向上时，底部与顶部的压强差为Pa。答案：12862.5工程流体力学安全科学与工程系习题课已知液体中流速沿y方向分布如图(a)、(b)所示，假设图(a)流速梯度呈现线性变化规律，试根据牛顿内摩擦定律，定性绘出切应力沿y方向的分布图。uuyuuyy0=0y工程流体力学安全科学与工程系习题课当压强增加5×104Pa时，某种液体的密度增长0.02%，求该液体的弹性系数。0dVVddMVMddVVPadpddpVdVEp84105.2105%02.01111工程流体力学安全科学与工程系习题课已知：一圆柱形容器，直径D＝1.2m，完全充满水，顶盖上在r0＝0.43m处开一小孔，当此容器绕其立轴以转速n旋转时，敞口测压管中的水位a＝0.5m，顶盖所受的静水总压力为零。求n。已知：D＝1.2m，r0＝0.43m，a＝0.5m求：n工程流体力学安全科学与工程系习题课工程流体力学安全科学与工程系习题课工程流体力学安全科学与工程系习题课7、闸门宽1.2m，铰在A点，压力表G的读数-14700Pa，在右侧箱中装有油，其重度γ0＝8.33KN/m3，问在B点加多大的水平力才能使闸门AB平衡？工程流体力学安全科学与工程系习题课解：把p0折算成水柱高：相当于液面下移1.5m，如图示虚构液面则左侧：压力中心距A点：3.11－2＝1.11m右侧：mph5.19800147000NAhPc7056022.11298001mAhJhhcccD11.311.0322.131222.11231KNAhPco992.192.122233.82mAhJhhcccD33.122.111222.1132工程流体力学安全科学与工程系习题课设在B点加水平力F使闸门AB平衡，对A点取矩∑MA＝0即ABFhPhPDD2211KNF87.25233.1992.1911.156.70工程流体力学安全科学与工程系习题课一示压水箱的横剖面如图所示，压力表的读数为0.14个工程大气压，圆柱体长L＝1.2m，半径R＝0.6m。求：使圆柱体保持如图所示位置所需的各分力（圆柱体重量不计）。工程流体力学安全科学与工程系习题课水平分力：→垂直分力：↑NAhPxcx2.119952.16.07.19800NVPz8.1320133912.0008.1980046.02.12.16.04.198002压工程流体力学安全科学与工程系习题课有一压力贮油箱其宽度（垂直于纸面方向）b=2m，箱内油深h1=1.9m，相对密度为0.8，油下面水的深度h2=0.4m，箱底有一U型管水银测压计，其读数Δh=0.5m，试求作用在半径R=1m的圆柱面AB上的总压力的大小和方向。222291.7396.20132.9()xzPPPKN1191.73tantan43.696.20xzPP工程流体力学安全科学与工程系习题课一弯管水平放置，已知：d1=d2=200mm，管轴线在同一水平面内，管中通过流量Q=0.1m3/s，1-1断面压强p1=19.6kN/m2，l-1、2-2断面间的水头损失为1m，求水流对弯管的作用力。p222工程流体力学安全科学与工程系习题课连续性方程：列l-1、2-2断面间能量方程：得，p2=9.8kN/m2控制体，受力分析如图：185.32.01.0442221dQfhgpzgpz222222211118.908.96.1902p，615.06.1942.042121pdP308.08.942.042222pdP工程流体力学安全科学与工程系习题课列x方向动量方程：解得：R=1.56kN即水流对弯管的作用力大小为1.56KN，方向水平向右。)185.3185.3(1.01308.0615.0)(1221RQRPPFx工程流体力学安全科学与工程系习题课液体的粘性主要来自于液体（）（a）分子热运动；（b）分子间内聚力；（c）易变形性；（d）抗拒变形的能力。解：（b）液体的黏性主要由分子内聚力决定。工程流体力学安全科学与工程系习题课如图所示，容器内表压p00，液体密度为ρ，试定性绘出封闭容器侧壁AB上的压强分布，并注明大小。p0hAB容器静止p0hABg加速上升p0hABg加速下降p0hAB容器静止p0hABg加速上升p0hABg加速下降p0+ρghp0p0p0p0p0+2ρgh工程流体力学安全科学与工程系习题课已知半径为R圆管中的流速分布为,式中c为常数。试求管中的切应力τ与r的关系。22=(1)rucR=dudy2222=[(1)]drrccdrRR【解】根据牛顿内摩擦定律则工程流体力学安全科学与工程系习题课容器中装有水和空气，求A、B、C和D各点的表压？34342223232()()()(2)MAMBMAMCMBMDMCpghhppghhhghppghppghhghh工程流体力学安全科学与工程系习题课油罐内装有相对密度为0.7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，压力管的另一支引入油罐底以上的0.4m处，压气后，当液面有气逸出时，根据U形管内油面高度差△h=0.7m来计算油罐内的油深H=?工程流体力学安全科学与工程系习题课【解】选取U形管中甘油最低液面为等压面，由气体各点压力相等，可知油罐底以上0.4m处的油压即为压力管中气体压力，则00(0.4)goopghpgH1.260.70.40.41.66m0.7goohH工程流体力学安全科学与工程系习题课图示一个直径为1.2m的钢球安装在一直径为1m的阀座上，管内外水面的高度如图所示。试求球体所受到的浮力。【解】分析如图所示1232()4(0.50.5)35.016kNZPgVVgR工程流体力学安全科学与工程系习题课水车长3m，宽1.5m，高1.8m，盛水深1.2m，见图2-2。试问为使水不溢出，加速度a的允许值是多少。【解】根据自由夜面（即等压面方程）0sax+gz29.8(1.81.2)3.92m/s1.5sgza=x工程流体力学安全科学与工程系习题课某一平面流动的速度分量为ux=-4y，uy=4x。求流线方程。【解】由流线微分方程xydxdyuudxdyyx22xyc工程流体力学安全科学与工程系习题课用直径200mm的管输送相对密度为0.7的汽油，使流速不超过1.2m/s，问每秒最多输送多少kg？【解】由流量公式可知24mdQv233.140.21.20.71026.38kg/s4mQ工程流体力学安全科学与工程系习题课管路阀门关闭时，压力表读数为49.8kPa，阀门打开后，读数降为9.8kPa。设从管路进口至装表处的水头损失为流速水头的2倍，求管路中的平均流速。【解】当管路阀门关闭时，由压力表度数可确定管路轴线到自有液面的高度H当管路打开时，列1－1和2－2断面的伯努利方程，则pHg22222000222pvvHggg2225.16m/s3ppv工程流体力学安全科学与工程系习题课一变直径的管段AB，直径dA=0.2m，dB＝0.4m，高差1.0m，用压力表测得pA=70kPa，pB=40kPa，用流量计测得流量Q=0.2m3/s。试判断水在管段中流动的方向。220122AABBwABpvpvhgggg22102ABABwABppvvhgg工程流体力学安全科学与工程系习题课在斜管微压计中，加压后无水酒精（比重为0.793）的液面较未加压时的液面变化为y=12cm。试求所加的压强p为多大。设容器及斜管的断面分别为A和a，解：加压后容器的液面下降1001Aa1sin8习题.142图Apyap=0时液面ΔhγΔyhA(sinΔ)(sin)yapyhyA0.120.120.7939810()126Pa8100工程流体力学安全科学与工程系习题课泄水管路如附图所示，已知d1=125mm，d2=100mm,d3=75mm,汞比压力计读数h=175mm,不计阻力，求流量和压力表读数。【解】列1－1、2－2断面的波努利方程列压力表所在断面和出口断面的伯努利方程22112212022pvpvzzgggg121212.6()pphzzg112233vAvAvA28.56m/sv311.41m/sv30.067m/sQ223200022Mvpvggg28.457kPaMp工程流体力学安全科学与工程系习题课工程流体力学安全科学与工程系习题课工程流体力学安全科学与工程系习题课工程流体力学安全科学与工程系习题课00ABCD总水头线测压管水头线工程流体力学安全科学与工程系习题课工程流体力学安全科学与工程系习题课