流体力学习题集与答案解析 下载本文

图2-52题25图

26.如图2-53所示,半径R?0.2m,长度l?2m的圆柱体与油(比重为0.8)、水接角,圆柱体右边与容器顶边成直线接触,试求: (1) 圆柱体作用在容器顶边上的力; (2) 圆柱体的重量与比重。

图2-53题26图

27.如图2-54所示,用熔化铁水(比重为7)铸造带凸缘的半球形零件,已知,

H?0.5m,D?0.8m,R?0.3m,d?0.05m,?1?0.02m,?2?0.05m,试求铁水作用在

砂箱上的力。

图2-54题27图

第三章 流体动力学基础

3-1 二元不可压缩流场中,vx?5x3,vy??15x2y,试求点?1,2?上的速度和加速度。

[答:v?30.41ms,a?167.7ms2] 3-2 已知vx?kytkxtv?,,vz?0,式中k是不为零的常数。试求:(1)yx2?y2x2?y2流线方程。(2)t?1时,通过点?1,0?流线的形状。

[答:x2?y2t?C,流线为x2?y2?1,流线的形状为一圆。]

3-3 流体质点速度沿x方向成线形规律变化,已知相距l?50cm两点的速度为

vA?2ms,vB?6ms。流动是恒定的,试求A、B两点的质点加速度。

?? [答:aA?16ms2,aB?48ms2]

3-4 已知不可压缩流体流动的两个分速度为vx?2x2?y,vy?2y2?z,且在z?0处有vz?0。试求流速分量vz的表达式。

[答:vz??4?x?y?z]

3-5 大管直径d1?5m,小管直径d2?1m,已知大管中过流断面上的速度分布为

v?6.25?r2ms(式中r表示点所在半径,单位为m)。试求管中流量及小管中

的平均速度。

[答:qV?61.36m3s,v?78.13ms]

3-6 如图所示以断面平均流速v?0.15ms流入直径D?20mm的排孔管中的液

体,全部经8个直径d?1mm的排孔流出,假定每孔流速依次降低2%,试求第1孔和第8孔德流速。

[答:v1?8.04ms,v8?6.98ms]

3-7 试证明下列不可压缩均质流体运动中,哪些满足连续性方程,哪些不满足连

vy?kx,vy?ky,vx?-ky,vx?kx,vx?4x,vz?0;vz?0;续性方程。(1)(2)(3)vy?0;(4)vx?4xy,vy?0。

[答:(1)、(2)满足连续性方程,(3)、(4)不满足连续性方程。] 3-8 水平放置的水管,直径由d1?15cm收缩到d2?7.5cm,已知p1?4gNcm2、

p2?1.5gNcm2(g为重力加速度),不计损失,试求管中流量。

[答:qV?0.101m3s]

3-9 利用皮托管原理测量输水管中的流量qV。已知输水管直径d?200mm,水银差压计读数hp?60mm,断面平均流速v?0.84vmax,其中vmax为皮托管前管轴上未受扰动水流的速度。

[答:qV?0.102m3s]

3-10 油从铅直圆管向下流出。管直径d1?10cm,管口处的速度为v1?1.4ms,试求管口下方H?1.5m处的速度和油柱直径。

[答:v2?5.6ms,d2?5cm]

3-11 图示为水塔,供水管道系统,h1?9m,h2?0.7m。当阀门打开时,管道中水的平均流速v?4ms,总能量损失hW?13m,试确定水塔的水面高度H。

[答:H?5.52m]

3-12 已知铅直输水管道的直径d?200mm,在相距l?20m的上下两测压计读数

分别为196.2kPa和588.6kPa。试判断流动方向,并计算水头损失。

[答:从下往上流,hf?20.01m]

3-13 20C的水通过虹吸管从水箱吸至B点。虹吸管直径d1?60mm,出口B处喷嘴直径d2?30mm。当h1?2m、h2?4m时,在不计水头损失条件下,试求流量和C点的压强。

[答:qV?0.00626m3s,pC??22024.3Pa]

3-14 图示一自来水龙头将水从水箱中放出,设水龙头直径d?12mm,图示压力表当水龙头关闭时读数为p?0.28MPa,打开水龙头后读数为p??0.06MPa,求自来水龙头流出的流量,不计损失。

[答:qV?2.37?10?3m3s]

3-15 图示一自然排烟锅炉,烟囱直径d?1m,烟气流量Q?7.135m3s,烟气密度??0.7kgm3,外部空气密度?a?1.2kgm3,烟囱的压强损失

H?v2pw?0.035。为使烟囱底部入口断面的真空度不少于10mm水柱,试求烟

d2囱的高度H。

[答:H?32.63m]

3s3-16 已知dA?15cm,dB?7.5cm,a?2.4m,水的流量qV?0.02m,

2vApB?pA?11772Nm。(1)如果AB之间的水头损失表示为?,试求?的值。

2g2(2)求水银差压计中的读数h。

[答:??3.4,h?9.5cm]

3-17 在离心水泵的实验装置上测得吸水管上的计示压强p1??0.4g?104Pa,压水