流体力学习题及解答Word文档格式.docx
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作用于圆锥的阻力矩。
解:
取微元体,
微元面积:
切应力:
阻力:
阻力矩
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,为了防止管道及暖气片胀裂,特在顶部设置一膨胀水箱,使水的体积有自由膨胀的余地,若系统内水的总体积
,加热前后温度差
,水的热胀系数
,求膨胀水箱的最小容积?
因为
所以
锅炉
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
,求盛水容器液面绝对压强
及测压管中水面高度
?
2-6.封闭容器水面的绝对压强
,当地大气压强
,试求
(1)水深
的A点的绝对压强和相对压强?
(2)若容器水面距基准面高度
,求A点的测压管高度和测压管水头。
并图示容器内液体各点的测压管水头线;
(3)压力表M和酒精(
)测压计
的读数值?
(1)
(2)
(3)
2-8.已知水深
,水银柱高度
,大气压强
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?
将的水柱高度换算为水银柱高度为:
则水面的绝对压强为:
2-14.封闭不水箱各测压管的液面高程为:
,问
为多少?
2-19.在水管的吸入管1和压出管2中装水银压差计,测得
,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
?
2-23.一直立煤气管,在底层测压管中测得水柱差
,在
高处的测压管中测得水柱差
,管处空气容重
,求管中静止煤气的空重
2-30.密闭方形柱体容器中盛水,底部侧面开
的矩形孔,水面绝对压强
,求作用于闸门的水静压力及作用点?
2-34.封闭容器水面的绝对压强
,容器左侧开一2*2米的方形孔,复以盖板AB,当大气压
时,求作用于此盖板的水静压力及其作用点?
解:
2-36.有一圆滚门,长度
直径
上游水深
下游水深
求水作用于圆滚门上的水平和铅直分压力?
3-4.设计输水量为
的给水管道,流速限制在
之间。
试确定管道直径,根据所选的直径求流速,直径规定为
的倍数。
:
因为流速限制在
之间,故A的范围为:
,即
之间,则d取300mm
此时,实际流速为
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
,密度
,冲击波后,速度降低至
,求冲击波后的密度?
3-9.管路由不同直径的两管前后相接所成,小管位直径
,大管直径
。
水在管中流动时,A点的压强
,B点的压强
,B点的流速
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。
以A断面的管轴为基准面计算各断面的单位能量。
由A流向B
3-10.油沿管线流动,A断面流速为
,不计算损失,求开口C管中的液面高度?
通过B断面中心作基准面,写A、B两断面的能量方程。
3-12.用水银比压计量测管中水流,过断面中点流速
如图,测得A点的比压计读数
水银柱
(1)求该点的流速
;
(2)若管中流体是密度
的油,
仍不变,该点流速为若干?
不计损失。
当管中通过水时
当管中通油时,
3-17.一压缩空气罐与文丘里式引射管联接,
为已知,问气罐压强
多大才能将将B池水抽出。
写1、2断面的能量方程
又写气罐及出口断面的能量方程
代入上式
所以
3-19..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,
(1)若不计损失,(a)求断面流速v1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
,第二段为
,(a)求断面流速v1和v2,(b)绘总水头线及测压管水头线,(c)根据水头线求各段中间的压强,不计局部损失。
(1)列0-0面和出口的能量方程,则
求A的压强,则
A处的流速水头为
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,则
由连续性方程:
1段的中点:
代入数据,计算得:
2段的中点:
各段的损失为:
两段的流速水头分别为:
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
流向断面
已知
断面的压强
水柱,
,断面
的压强
,空气密度
,求两断面的压强损失。
3-28.高压管末端的喷嘴如图。
出口直径
,管端直径
,流量
,喷嘴和管以法兰盘连接,共用12个螺栓,不计水和管嘴的重量,求每个螺栓受力多少?
代入
沿轴向写动量方程
每个螺栓受力
4-3.有一圆形风道,管径为
,输送的空气温度为
,求气流保持为层流时的最大流量。
若输送的空气量为
,气流是层流还是紊流?
时,空气的
故为紊流。
4-6.设圆管直径
,管长
输送的石油
,动动粘滞系数
,求沿程损失。
故为层流
4-9.油的流量
,流过直径
的细管,在
长的管段两端接水银压差计,读数
,油的密度
,求油的
和
值。
设为层流
即
验证:
故为层流,假设正确。
4-17.某管径
的圆管,测得粗糙区的
试分别用图4-14和式4-6-4,求该管道的当量糙粒高度K。
(1)由图4-14由
4-21.如管道的长度不变,通过的流量不变,欲使沿程水头损失减少一半,直径需增大百分之几?
试分别讨论下列三种情况:
(1)管内流动为层流
(2)管内流动为光滑区
(3)管内流动为粗糙区
因为
且管长和流量都保持不变
所以:
(1)层流时,
(2)光滑区时,
(3)粗糙区时,
4-24.为测定
弯头的局部损失系数
,可采用图所示的装置,已知AB段管长
,管径
,实测数据为
(1)AB两断面测压管水头差
(2)经2分钟流入量水箱的水量为
求弯头的局部损失系数
4-29.一水平放置的突然扩大管路,直径由d1=50mm扩大到d2=100mm,在扩大前后断面接出的双液比压计中,上部为水,下部为容重
的四氯化碳,当流量
时的比压计读数
,求突然扩大的局部阻力系数,并与理论计算值进行比较。
理论值:
实际值的计算:
从1到2的损失为