流體力學典型習題

./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μ的液體,若外筒固定,直徑為d的桶以角速度ω旋轉。求單位長度的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ρ1=0.8×103kg/m3的油,下部為密度ρ2=103kg/m3的水,已知h1=0.3m,h2=0.5m。測壓管中水銀液面讀數為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則有代入數據解得：四、如圖所示,用真空計測得封閉水箱上部的真空度為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h2=0.2m,已知h1=5.61m,求油的密度。解：根據靜止流體部的靜壓強分布規(guī)律設密閉水箱上部空氣壓強為P1,有〔5分代入數據,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Δh=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,噴嘴出口處為過流斷面2-2,列寫伯努利方程,取動能修正系數為1,不計水頭損失,以表壓強計算代入數據,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據解得八、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角度?！?5分qqv0qv2vqv1vv解：假定坐標系如圖所示忽略重力及能量損失,根據伯努利方程可知：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。HHhd〔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α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ν=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ξ=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,λ=0.025Re1/3；4000<Re<105時,λ=0.3164/Re0.25,管路光滑解：