流體力學(xué)例題

1、例題一 石油比重為石油比重為0.9，動(dòng)力粘度為，動(dòng)力粘度為28CP，則運(yùn)，則運(yùn)動(dòng)粘度為動(dòng)粘度為 CSt，相當(dāng)于，相當(dāng)于 m2/s。 解：解：22225228 1031.1 1031.10.9 131.1 10/3.11 10/StCStcmsms例題二 一盛水封閉容器從空中自由下落，則容器一盛水封閉容器從空中自由下落，則容器內(nèi)水體質(zhì)點(diǎn)所受單位質(zhì)量力為內(nèi)水體質(zhì)點(diǎn)所受單位質(zhì)量力為 X ，Y ，Z 。 解：解：000XYGIZgaggM 例題一 當(dāng)?shù)卮髿鈮簭?qiáng)為當(dāng)?shù)卮髿鈮簭?qiáng)為 Pa，某點(diǎn)的絕對(duì)壓強(qiáng)為，某點(diǎn)的絕對(duì)壓強(qiáng)為 Pa，則該點(diǎn)的相對(duì)壓強(qiáng)為，則該點(diǎn)的相對(duì)壓強(qiáng)為 Pa，真空度為真空度為 Pa。 解：4

2、444445 109.8 104.8 109.8 105 104.8 10PPPPaPaPaPPPPaPaPa 絕真絕49.8 1045 10例題二 右圖所示窗口，左端及上部有兩蓋板，左端為一圓形平板，右圖所示窗口，左端及上部有兩蓋板，左端為一圓形平板，上部為一半球形，半徑均為上部為一半球形，半徑均為R R0.5m0.5m，內(nèi)部充滿比重為，內(nèi)部充滿比重為0.80.8的油，的油， 求求1.1.作用在左端圓形平板上的作用力及作用點(diǎn)的位置。作用在左端圓形平板上的作用力及作用點(diǎn)的位置。 2. 2.計(jì)算上部螺栓的張力計(jì)算上部螺栓的張力T T？（？（1515分）分） （注圓面積慣性矩（注圓面積慣性矩 ）6

3、44DJc例題二（續(xù)） 解：2442232341.9800 0.8 513.0772 10 ()41464555.0125( )15 645422.9800 0.8 (3)4329800 0.8 (130.5 )431.64 10 ()0CCDCCZXYPh ANJyymy APVdRNPP 例題一 在能量方程的實(shí)驗(yàn)中，測(cè)壓管水頭線和總在能量方程的實(shí)驗(yàn)中，測(cè)壓管水頭線和總水頭線變化趨勢(shì)有何不同？為什么？水頭線變化趨勢(shì)有何不同？為什么？ 答：答：1.總水頭線沿程下降，不能升高，因?yàn)榭偹^線沿程下降，不能升高，因?yàn)榇嬖谀芰繐p失。存在能量損失。 2.測(cè)壓管水頭線沿程可升可降，因?yàn)闇y(cè)壓管水頭線沿程可升

4、可降，因?yàn)榇嬖谀芰哭D(zhuǎn)換。存在能量轉(zhuǎn)換。例題二 圖示一水泵裝置，已知水泵排量Q=7.85103m3/s，吸水管及壓力管直徑均為100mm，泵的安裝高度Hs=3.5m，吸水管全長(zhǎng)L10m，吸水閥的局部阻力系數(shù)閥7，彎頭阻力系數(shù)彎0.8，吸水管沿程阻力系數(shù)0.025。 試求：1.泵前真空表的讀數(shù)pv為多少個(gè)工程大氣壓？ 2.若泵后壓力表讀數(shù)為5個(gè)工程大氣壓，求泵的揚(yáng)程H？ 3.如果泵的效率為0.8,電動(dòng)機(jī)的效率為0.9，則電動(dòng)機(jī)的輸入功率為多少千瓦？例題二（續(xù)一） 解：1. 2322221122122222222222444 7.85 10=1(m/s)0.1Z +Z +22101()(0.0257

5、0.8)0.53( )2220.12 9.802()98002wwSwVSwdQVAVQVdPvPvhggl vvlvhmdggdgPvHhgvPPHhg 由 以液面和泵前壓力表處列伯努利方程又241(3.50.53)4.05 100.4139.8 2Pa（atm）例題二（續(xù)二）32432332.35 98004.05 1054.1( )98009800 7.85 1054.13.5784( )5.784()0.9 0.8VePPHPPPPHmNQHNwkw 輸入泵泵電電以2-2、-3列伯努利方程例題一 水流經(jīng)管徑為水流經(jīng)管徑為0.2m，長(zhǎng)，長(zhǎng)1000m的直管道，的直管道，其流速為其流速為3m

6、/s，水頭損失為，水頭損失為70m，則沿程，則沿程阻力系數(shù)阻力系數(shù) 0.03 。 解：2222270 0.2 2 9.80.031000 3ffl vhdgh dglv 例題二 運(yùn)動(dòng)粘度為運(yùn)動(dòng)粘度為的流體在管徑為的流體在管徑為d的圓管中流動(dòng)，的圓管中流動(dòng)，若要求流態(tài)為層流，則流量應(yīng)于若要求流態(tài)為層流，則流量應(yīng)于 。 解： 22Re2000200050044VdddQVAVdd 500d例題三 動(dòng)力粘度動(dòng)力粘度，密度，密度、平均流速、平均流速V、管徑、管徑d所組成所組成的無(wú)因次數(shù)為的無(wú)因次數(shù)為 。 解解: 312412340001131121234131234:0;:30;:0;1111kkkk

7、kkkkV dM LTML TMLLTLM kkLkkkkTkkkkkkVd 無(wú)因次數(shù) 因次式為 對(duì)對(duì)對(duì)令則，Vd例題四 過(guò)水?dāng)嗝鏋榫匦蔚膲毫苈?，設(shè)寬為過(guò)水?dāng)嗝鏋榫匦蔚膲毫苈罚O(shè)寬為0.3m，高為，高為0.2,則水力半徑為則水力半徑為 0.06 m,當(dāng)量直徑為當(dāng)量直徑為 0.24 m。 解：解：0.3 0.20.06( )(0.30.2) 240.24( )ARmdRm當(dāng)例題五 判斷流態(tài)的標(biāo)準(zhǔn)為何用判斷流態(tài)的標(biāo)準(zhǔn)為何用Re而不用臨界流速而不用臨界流速Vc? 答：任何一種管內(nèi)液流或氣流，任何流態(tài)都可以確定一個(gè)Re值。不同流體通過(guò)不同直徑管路時(shí)，雖然臨界流速Vc不同，但是臨界Re值卻大致相同。

8、Re值作為判別流態(tài)標(biāo)準(zhǔn)具有可靠性。例題六 圖示一水泵裝置，已知水泵排量Q=7.85103m3/s，吸水管及壓力管直徑均為100mm，泵的安裝高度Hs=3.5m，吸水管全長(zhǎng)L10m，吸水閥的局部阻力系數(shù)閥7，彎頭阻力系數(shù)彎0.8，吸水管沿程阻力系數(shù)0.025。 試求：1.泵前真空表的讀數(shù)pv為多少個(gè)工程大氣壓？ 2.若泵后壓力表讀數(shù)為5個(gè)工程大氣壓，求泵的揚(yáng)程H？ 3.如果泵的效率為0.8,電動(dòng)機(jī)的效率為0.9，則電動(dòng)機(jī)的輸入功率為多少千瓦？例題六（續(xù)一） 解：1. 2322221122122222222222444 7.85 10=1(m/s)0.1Z +Z +22101()(0.02570.

9、8)0.53( )2220.12 9.802()98002wwSwVSwdQVAVQVdPvPvhggl vvlvhmdggdgPvHhgvPPHhg 由 以液面和泵前壓力表處列伯努利方程又241(3.50.53)4.05 100.4139.8 2Pa（atm）例題六（續(xù)二）32432332.35 98004.05 1054.1( )98009800 7.85 1054.13.5784( )5.784()0.9 0.8VePPHPPPPHmNQHNwkw 輸入泵泵電電以2-2、-3列伯努利方程例題一 一薄壁小孔口阻力系數(shù)一薄壁小孔口阻力系數(shù)孔口孔口0.06，收縮，收縮系數(shù)系數(shù)=0.64，則該孔

10、口流速系數(shù)，則該孔口流速系數(shù)0.97 ，流量系數(shù)流量系數(shù) 0.62 。 解：110.9711 0.060.64 0.970.62 孔例題二 圖示兩水箱間連一管路圖示兩水箱間連一管路A、B、C、此管路內(nèi)徑為、此管路內(nèi)徑為d,長(zhǎng)度為長(zhǎng)度為l，兩箱液面差為，兩箱液面差為H時(shí)，通過(guò)流量為時(shí)，通過(guò)流量為Q，若在管路的中央若在管路的中央B處（處（ ）分為兩個(gè)管，此兩管的）分為兩個(gè)管，此兩管的內(nèi)徑為內(nèi)徑為d，兩水箱間液面差仍為，兩水箱間液面差仍為H，流量為，流量為Q(如如b)；設(shè)各管摩阻系數(shù)均為；設(shè)各管摩阻系數(shù)均為，忽略局部水頭損失，忽略局部水頭損失，求求a,b兩種情況下的流量比。兩種情況下的流量比。 l2

11、1例題二（續(xù)） 解：22225555( ):0.0826()5222( ):0.0826 0.0826850.798Q laHdlQlQQ lbHdddQQ例題一 輸油管中水擊波的傳播速度為輸油管中水擊波的傳播速度為1280m/s，管長(zhǎng)為管長(zhǎng)為2km，為避免產(chǎn)生直接水擊，則閥，為避免產(chǎn)生直接水擊，則閥門的關(guān)閉時(shí)間應(yīng)大于門的關(guān)閉時(shí)間應(yīng)大于 3.125 S。 解：22 20003.125( )2180lTsc例題二 已知靜止空氣的壓力和溫度分別為已知靜止空氣的壓力和溫度分別為101.3Kpa絕對(duì)和絕對(duì)和200C，若等熵加速該靜止空氣，使其馬赫數(shù)達(dá)到若等熵加速該靜止空氣，使其馬赫數(shù)達(dá)到0.8，試求這時(shí)，試求這時(shí)空氣流的速度和密度各為多少？空氣流的速度和密度各為多少？ 解：300200223300000027320293101.3 1012931.1259.811