流体力学习题及解答文档格式.docx
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dT
dM
dudydA
rdTrdA
1dh
cos
3
rdh（rtgh）
1-14•图示为一采暖系统图，由于水温升高引起水的体积膨胀,裂，特在顶部设置一膨胀水箱，
为了防止管道及暖气片胀使水的体积有自由膨胀的余地，若系统内水的总体积
t500C，水的热胀系数
0.0005，求膨胀水箱的最小容
积
dV
解
因为
V
dt
Vdt0.00058500.2m3
V8m3，加热前后温度差
散热片
膨胀水箱
2-2.在封闭管端完全真空的情况下,
水银柱差Z250mm,求盛水容器液面绝对压强p1
及测压管中水面高度乙
Pl
0Z213.6109.80.056664p
乙
6.664
0.68m
680mm
9.8
（3）
压力表M和酒精（
7.944
测压计h的读数值
P。
h1
A
（1）
Pa
P01
115.55
（2）
h2
17.48
9.807
Hn
Za
51.78
pM
P0
Pa1（
9.63
1.78m
6.78m
h1107.79.8070.8115.55
98.0717.48
2
98.079.63
2-8•已知水深h1.2m，水银柱高度hp240mm，大气压强pa730mm水银柱，连
接橡皮软管中全部都是空气，求封闭水箱水面的绝对压强及真空度
1|
将的水柱高度换算为水银柱高度为:
11.2
13.6
0.088mHg
则水面的绝对压强为：
0.730.240.0880.402m402mmHg
2-14.封闭不水箱各测压管的液面高程为:
PvPap0730402328mmHg
1100cm，220cm，460cm，问3
为多少
解（13）（23）
0.137m
133.40.29.8071
133.49.807
2-19.在水管的吸入管1和压出管2中装水银压差计，测得h120mm，问水经过水
泵后，压强增加多少若为风管，则水泵换为风机，压强增加为多少mmHg
测压管中测得水柱差
空重煤
hi
h2115mm，管处空气容重气12.64Nm3，求管中静止煤气的
解PoPoPa117.798.0719.62«
怀2
PhcA9.8073.10.50.69.15KN
2-34.
hc
yl
H2
Ye
Jc址
YcAhcbh
0.62
0.01m1cm
123.1
封闭容器水面的绝对压强
m
\A
1
2m
复以盖板AB当大气压Pa98.07
hP0Pa
h2sin60
hcA
YcA
2-36.
Po137.37
2，容器左侧开一2*2米的方形孔,
137.3798.°
74m
5.732m
2时，求作用于此盖板的水静压力及其作用点
9.807*5.732*4
13
*2*2
12
24*22
sin60
225kN
丄*—10.05m
32「3
有一圆滚门，长度I10m,直径D4m,上游水深比4m,下游水深
2m,求水作用于圆滚门上的水平和铅直分压力
解PxP1xP2x2l（H12H；
）
-9.80710（42
22）
590KN
R
3-4
AI
?
Z
9.807410920KN
3-4.
设计输水量为300*103kg/h的给水管道，流速限制在0.9~1.4叹之间。
试确
定管道直径，根据所选的直径求流速，直径规定为50mm的倍数。
300*103kg/h300m3/h0.0833m3/s
津，即
1.4
因为流速限制在0.9~1.4m之间，故A的范围为：
0.0833
/s0.9
22
0.0926m:
0.0595m之间，则d取300mm
此时，实际流速为v0.08331.18m/s
—*0.32
4
3-9.管路由不同直径的两管前后相接所成,
3-8.空气流速由超音流速过渡到亚音速时，要经过冲击波。
如果在冲击波前，风道中流
速v
的密度
660ms
，密度
1.0kg/m3，冲击波后，速度降低至
v250，求冲击波后
1Av1
2Av2
乞1
11
72
660
250
2.64kg/m3
小管位直径dA0.2m，大管直径dB0.4m。
vb1ms。
试判断水在管中流动方向，并计算水流经两断面间的水头损失。
解以A断面的管轴为基准面计算各断面的单位能量。
VbAb
0.42
02
4ms
70
7.14m
Pb
爲4-ms
Ha
Va
7.14
£
7.955m
2g
Hb
Zb
Vb
4.07
艺5.121m
Hb由A流向B
HaHb7.955
5.121
2.834m
C管中的液面高度
3-10•油沿管线流动，A断面流速为2^S，不计算损失，求开口
解Vb
dB
（帶
通过B断面中心作基准面，写
A、B两断面的能量方程。
1.21.5
u如图，测得A点的比压计读数
P2.7—（224.52）2.70.831.86m
3-12•用水银比压计量测管中水流，过断面中点流速
当管中通过水时
h12.6h
u2g12.6h29.80712.60.063.85ms
当管中通油时,
16h
133・4°
89.807h
0.89.807
uJ2g16hJ2g160.064.31呎
问气罐压强Pc多大才能将将B池水抽出
解写1、2断面的能量方程
hvi
ih
V2
A2V2
又写气罐及出口断面的能量方程
Po—代入上式
ihP0臼1
所以Po
ih
d2di
3-i9..断面为和的两根管子所组成的水平输水系从水箱流入大气中，（i）若不计损失，
⑻求断面流速Vi和V2；
（b）绘总水头线和测压管水头线，（c）求进口A点的压强。
（2）计入
损失，第一段为4孔，第二段为3里，⑻求断面流速vi和V2,（b）绘总水头线及测压管
2g2g
H
S，
0.2m
S2
0.1m2
V，
（1）列0-0面和出口的能量方程,
40000
、8*9.88.85m/s
ViV2
Si
总水头线
\测压管水头线
求A的压强,
Pa（4
0.5*8.854.43m/s
Vi
44323
—4^）*9.8*10
2*9.8
29.4kpa
4.432
A处的流速水头为
g2*9.8
A处的测压管水头为4-1=3m总水头线和测压管水头线如左图示。
（2）列0-0面和出口的能量方程,
4生
由连续性方程:
_V2
—4.0m
一3.2m
—3.0m
0.8m
4亠
1段的中点：
40
2里
代入数据，计算得:
Pi
（43*
邂）*9.8*10333.3kpa
2段的中点：
P2
1.5
各段的损失为：
（42.5*
’1.982
3.962
19823
4R*9.8*10"
“a
’3.962
两段的流速水头分别为:
0.2m,生
在计损失的情况下总水头线和测压管水头线如上图示。
3-24.图为一水平风管，空气自断面11流向断面22。
已知11断面的压强
Pf12
3-28.
221.29c
ViV10g12
高压管末端的喷嘴如图。
出口直径d10cm，管端直径D40cm，流量
PiP2
178.5%2
12个螺栓，不计水和管嘴的重量，求每个
Q0.4叹，喷嘴和管以法兰盘连接，共用
螺栓受力多少
代入
V1
Q
A-
0.4
3.18叹
AV1
0.12
3.18
51ms
P1
512
3.182
-132m
h
1329.807
1300K%2
沿轴向写动量方程
P1A1
Qv1Qv2R
x0
Rx
P1A
1Q（V1V2）
13000—0.42
每个螺栓受力F
143.4
12KN
12
10000.4（3.1851）143.4KN
4-3.有一圆形风道，管径为
300mm，输送的空气温度为20°
C，求气流保持为层流时的
最大流量。
若输送的空气量为200Kgh，气流是层流还是紊流
解
（1）t200C时，空气的
15.710
Re
vdv0.3
15.7106
2000
v
6
0.3
0.1046ms
QAv
0.7850.32
0.10467.39103m^S
（2）Q
v2
0.785d2
-vd
Re——
0.
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