流體力學計算題練習進步

1、3Papo2h1練習題1.如右圖所示，在一密閉容器中，上部裝有密度1=0.8X103 kg/m 3的油，下部為密度 2=10 3 kg/m 3的水，已知h1=0.4m , h2=0.2m。測壓管中水銀柱的讀數(shù) h=0.5m，水銀的密度為1=13.6 X103 kg/m 3。求密閉容器中油液面上的壓強p02.圖示為一水暖系統(tǒng)，為了防止水溫升高時體積膨脹將水管脹裂，在系統(tǒng)頂部設一膨脹水箱，使水有膨脹的余地。若系統(tǒng)內(nèi)水的總體積為8m3,加溫前后溫差為50 C,在其溫度范圍內(nèi)水的膨脹系數(shù)為BT = 9 X10 4 1/ C，求膨脹水箱的最小容積。3.當溫度不變，壓強從0.20 MPa 增加到 10 M

2、Pa時，某種液體的體積減小0.49%，求該液體的體積模量。4.兩個充滿空氣的封閉容器互相隔開，左邊壓力表的讀數(shù)為100kPa，右邊真空計V的讀數(shù)為3.5mH2O試求連接兩容器的水銀壓差計中h的讀值。Vx5.已知流體運動的速度場為：2xy ,Vy13y試求t=2 時過點（X, y, z） （3，1，2）處的流線方程。6.如圖所示，水在壓強作用下從密封的下水箱沿豎直管道流入上水箱中，已知 h = 50cm , H = 3m，管道直徑 D = 25mm ,4hH01ItF入=0.02，各局部阻力系數(shù)分別為Z 1 = 0.5 , Z = 5.0 ,Z3 = 1.0,求：為維持穩(wěn)8.如右圖所示為一壁厚可

3、以忽略的大容器，在其下部開一直徑7 |H為d =12mm 的小孔口，水自孔口流出后進入另一液面比大容 器液面低H =1.2m 的容器中，兩容器內(nèi)的水位始終保持不變。試計算水的出流流量和孔口處的流速。9.如圖所示為一壁厚可以忽略的大容器，為了便于出流，在容器壁上開一圓孔并在外面焊接一段等徑圓管， 容器自由液面及孔口出口皆與大氣相通，而且可以保證容器內(nèi)的水位不變。已知孔口直徑為d =12mm ，焊接的圓管長度I二40mm。容器自由液面相對于孔口中心線的高度為H =1.2m，試計算水的出流流量和出口流速。10.用長I =300m 、內(nèi)徑d =200mm的鑄鐵管輸送密度 二880 kg/m3 的 油液

4、，測得質(zhì)量流量qm二8.80 X104 kg/h 。設冬季油液的運動粘度 1 = 109.2Xl0-6m2/s ，夏季運動粘度 2=35.5 X10-6m2/s ，試確定冬、夏季輸油管路以油柱高度表示的水頭損失h。注：若流動狀態(tài)為湍流，可取二0.0411、一恒定有壓均勻管流，已知管徑d=20 mm ，管長l=20m，管中水流流速u=0.12m/s,水溫t=10 C時水的運動粘度n=1.306 xi0-6m2/s，求沿程阻力損失-未知液體h|= EmTA.12、如圖，已知壓力表測得密閉容器內(nèi)的壓力讀數(shù)為5千帕，其他數(shù)據(jù)如圖中所示，求未知液體水銀h2=5,61D 3 = 0.210的密度（已知水和

5、水銀的密度分別為1噸/立方米和13.6噸/立方米）。13.液體由水箱經(jīng)中間有收縮截面（截面積為A1）的管子定常出流，A2為出口面積，h2是出口在水箱液面下的深度，問要吸上深為h1的同種液體，A1/A2應為多少（不計損失）？1吃7zdVx14.已知流體運動的速度場為：xy2,Vy3y33 ，試求t=2時過點處的流線方程。15. 一壓縮空氣罐與文丘里式的引射管連接，d1,d2,h均為已知，問氣罐壓力po多大方才能將B池水抽出。16.用水銀壓差計測量水管中的點速度=60mm，求該點流速。r水如讀數(shù) h17.如圖所示輸水管經(jīng)三通管分流。已知管徑分別為d1=200mmd2=100mm 和 d3=150m

6、m, 斷面平均流速分別是v1=2m/s 和v2=1.5m/s，試求斷面平均流速Li = lOWm di 打 5025 StXhn 亦=ZOIhnm A廣 6026 一丄18.中，試按長管計算所需的水頭 H為多少?19.如圖所示，用真空計 B測得圭封閉水箱液面上的真空度為0.98kPa，若敞口油箱的液面低于水箱液面的高度H=1.5m ，油柱高h1=5.6m,水銀柱高h2=0.2m,求油的密度。水水銀v3.圖示一串聯(lián)管路，管徑、管長、沿程水力摩阻系數(shù)和流量分別標于圖1.解：以水銀柱下面為等壓面，列平衡方程:2gh2Pa3gh則：P0 Pa3gh1gh12gh2101325 13600 9.81 0

7、.51000 9.81 0.4 800 9.81 0.2162539 Pa2.解： 已知 V = 8m3 , At = 50 C,pT = 9 X10 4 1/C。(1)由(1 11)式1 dVV dT，得膨脹水箱的最小容積為T 8 9 10 4 500.36 m3dV3.解：因： V0.0049故：等溫壓縮系數(shù):dV /VTdpV /VP5.0 10 10 pa-192 10 Pa則體積模量:4.解：已知P m1=100kPa,pv2=3.5mH2O。根據(jù)題意可知P1pm1Pap2PaPv2P1P2Pm1Pv2汞1.0 mHg100 103 3.5 981013.6 98105.解：MV，推

8、得：dMVd dV 0VdVdV dVdp "dp015%3.75 10 9m2/N4 1046.解：以下水箱液面為基準面，列兩液面的伯努利方程:P0Pa(H h) hwg g(H h) h沿程h局部沿程水頭損失:h沿程hfL v2d2g0.02(3 0.15) 120.025 2 9.810.143m局部水頭損失:J七2JHhh局部hj( 12(1.0 5.0129.810.332m總水頭損失：hwhf hj0.1430.3320.475m所以，得：Pog(H hhw)Ps38995101000.49 MPa7.解：以管道中心線為零勢能面，列伯努利方程:2Ua Pbg 2g又知：P

9、A ghAPbghB2Ua h_hB代入得：2ghA則：Ua J2g( hBhAjJ2 9.81 (0.23 0.17)1.08 m/s8.解：顯然是薄壁小孔口淹沒出流。其流量:qV ACr j2gH一二、對于厚壁孔口，Cr =0.60(取 0.600.62 皆可)qv9.代入數(shù)據(jù)，得:20.0120.60 J2 9.81 1.24于是，孔口流速為:qV 3.293 10 * 4 V "A0.0122/4433.293 10 4 m3/s2.91 m/s解：本題中 I/ d = 40 /12=3.33,可知該孔口為厚壁孔口?？卓诔隽髁髁坑嬎愎綖?qv ACrj2gHd對于厚壁孔口，

10、Cr =0.82代入數(shù)據(jù)，得:qV10 4 m3/s0.0122r10.解：判斷流態(tài):流量:qV = qm/ = 8.80 x104/880/3600 = 0.0278 m3/s流速:u = qV/A= 0.0278/(3.14X0.202/4)= 0.884 m/s冬季雷諾數(shù)：Re1= ud/ 1 = 0.884 X0.2/(109.2 X10-6) =1619<2320（層流）夏季雷諾數(shù)：Re2= ud/ 2 = 0.884 X0.2/(35.5 X10-6) = 4980>2320（湍流）水頭損失（以油柱咼度表示）:柱）冬季：h 1 =1 (l/d) (u2/2g) = (6

11、4/Re1) (l/d) (u2/2g) = 2.366 m（油夏季：h 2= 2 (l/d) (u2/2g) = 2.390 m（油柱）Re11.解：雷諾數(shù)udv0.12 0.0201.306 10 61837.672320沿程阻力損失系數(shù):64Re640.03481837.67h沿程阻力損失：d 2g0.0348 -200.02鵝 0.0256mH2。12.解:如圖，設大氣壓為p0 ,以圖中2點為基點，則:P2P) P表(h h2 hO1gp3P2 h32gP4P0P3h2 3gP3P2 h3 2gP0h2 3gP2P0 P表 (hhO 1gh32gP0 h23g因此,3ghfe) 1gh

12、.2gh h2 h3h250005.61 9.81731 1000 竺 136005.615.613909.03513.解：（1 ）根據(jù)連續(xù)性方程A1u1=A2u2(a)同時在1點和2點列出伯努力方程得:2 2P0 U2P1 U1g 2gg 2g(b)4(2)水箱高位與1點之間列伯努力方程得1u22g(C)(3) 1點要吸上深度為h1的液體，則必須:P Po P1gh1(d)解上述3個式子，從得：氏U2U1Po根據(jù)(b)得：Pi22t)22/U1U2(rU2u；伴 1)A1ghiPi從(c)得：ggh殮Pog1)2h2 U12g，代入(b) 得:gh1 A2U2J2gh2因此：A 即: Ah2

13、h1 h2dx14.解：根據(jù)流線方程Vx上述方程解得：3x/y由t=2時過點15.解:列1、2Aih1 h2h2dyvy，因此得:dx2xy晉，即:dx3xdyy，C=9，則流線方程為:3x/y 9h。已知d 1， d 2，1 2代入伯努利方程，得2 U2列氣罐至噴口的伯努利方程，得水hd2 4 (子)4 1di所以，氣罐壓力po必須大于或等于水吩41才能將B池中的水抽出。16.解： 已知h=60mm 。根據(jù)題意，由流體靜力學方程，得Po P （汞）h （)g列伯努利方程，基準面取在管軸線上，得水17.解:Po.,'2( Po P)U NL=工-6LLU寸2Soo"OS 3ILso寸E-N 86 Z80 / 8.6 Z tuluos w -pei- 口 JdoLp< L>zo009Oso&0§0hoG6z Lp -L寸L"R&寸SQESOO s 二sSQE900 S、-IO9 8 >s/e6geM f0+0H08L二"SO “000 xP.