流體力學典型習題

1、一、某流體在相距2mm的兩平行平板間。當作用于其中一平板上的切應力為30Pa時，該平板相對于另一平板的線速度為2m/s，求該流體的動力粘度。解：解得 二、兩同心圓筒間隙為G，其中充滿動力粘度為的液體，若外筒固定，直徑為d的內(nèi)桶以角速度旋轉(zhuǎn)。求單位長度的內(nèi)筒所受到的阻抗力矩。解、三、如圖所示一密閉容器，上部裝有密度1=0.8×103kg/m3的油，下部為密度2=103kg/m3的水，已知h1=0.3m，h2=0.5m。測壓管中水銀液面讀數(shù)為h=0.4m。求密閉容器中油面的壓強。解：以表壓強計算，設水銀與水的fenjie面處壓強為P則有 代入數(shù)據(jù) 解得：四、如圖所示，用真空計測得封閉水箱

2、上部的真空度為0.98×103Pa，若敞口油箱的液面低于水箱液面，且h=1.5m，水銀測壓計的讀數(shù)h2=0.2m，已知h1=5.61m，求油的密度。解：根據(jù)靜止流體內(nèi)部的靜壓強分布規(guī)律設密閉水箱上部空氣壓強為P1，有 （5分）代入數(shù)據(jù)，以表壓強計算（4分）解得（1分）五、密閉盛水容器，水深h1=60cm，h2=100cm，水銀測壓計的讀數(shù)h=25cm，如圖所示，試求半徑R=0.5m的半球形蓋子AB所受總壓力的水平分力和豎直分力大小和方向。解：對于半球形蓋子AB，設水平風向分力為Fy，豎直方向分力為Fz，有 =37278Pa 方向水平向左方向豎直向下六、如圖所示，一變直徑的管段AB，直

3、徑dA=0.2m，dB=0.4m，高度差h=1.0m，用壓強表測得pA=7×104Pa，pB=4×104Pa，用流量計測得管中流量q=0.2m3/s，試判斷水在管路中流動的方向，并求水頭損失。解：對于單位重量的流體在A-A過流斷面上的機械能為在B-B過流斷面上的機械能為帶入能量方程mm,所以管路中水的流向為A到B，且在兩斷面之間的水頭損失約為4m水柱。七、如圖所示，水通過虹吸管從水箱吸至B點，虹吸管直徑d1=60mm，出口B處的噴嘴直徑d2=30mm，當H1=2m，H2=4m時，在不計水頭的損失條件下，試求流量和C點的壓強。解：設水箱自由液面為過流斷面1-1，噴嘴出口處為過

4、流斷面2-2，列寫伯努利方程，取動能修正系數(shù)為1，不計水頭損失 ，以表壓強計算代入數(shù)據(jù)，解得設C點所在斷面為3-3則3-3斷面的平均速度 對1-1，3-3斷面列寫伯努利方程有代入數(shù)據(jù) 解得 八、將一平板垂直探入水的自由射流中，設平板截去射流的部分流量，并引起射流的剩余部分偏轉(zhuǎn)一角度。已知設流速度，總流量，平板所截流量。不計重力及流量損失，求射流加于平板上的力和偏轉(zhuǎn)角度。 （15分）qv0qv2vqv1vv解：假定坐標系如圖所示忽略重力及能量損失，根據(jù)伯努利方程可知：1、列寫y方向的動量定理方程 2、列寫x軸方向的動量定理與假定方向相同 射流對平板的沖擊力與大小相等，方向相反，即 方向水平向右

5、九、如圖所示，貯水容器壁上裝有三個直徑d=1m的半球形蓋，側壁蓋子處于中心位置， H=2.5m，h=1.5m，求每個蓋子靜水總壓力及方向。 Hhd（1）上面半球形蓋總壓力：上面半球形蓋以鉛垂線對稱，水平方向互相抵消，僅受鉛垂方向的作用力F1z，方向向上。 （3分）方向豎直向上 （1分）（2）側面半球形蓋總壓力F2為： （3分） （2分） （1分）F2與水平方向夾角為： （1分）（3）底面半球形蓋總壓力：底面半球形蓋以鉛垂線對稱，水平方向互相抵消，僅受鉛垂方向的作用力F3z，方向向下。（1分）（3分）十、如圖所示，水平放置的圓管由兩段組成，直徑分別為d1=0.01m和d2=0.006m，管路每段長度l=3m，輸送液體的運動粘度=2*10-5m2/s，通過的流量為q=2*10-4m3/s，管道突然縮小處的局部阻力系數(shù)=0.35（對應斷面突變后的速度）。試求管段上的總能頭損失。（注：當2323<Re<4000時，=0.025Re1/3；4000&l