工程流体力学习题及答案.docx
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工程流体力学习题及答案
工程流体力学习题及答案
(1)
1某种液体的比重为3,试求其比容。
(答:
3.3×10-4米3/公斤)
2体积为5.26米3的某种油,质量为4480公斤,试求这种油的比重、密度与重度。
(答:
0.85;851公斤/米3;8348牛/米3)
3若煤油的密度为0.8克/厘米3,试求按工程单位计算的煤油的重度、密度与比容。
(答:
800公斤力/米3;81.56公斤力·秒2/米4;1.25×10-3米3/公斤力)
4试计算空气在温度t=4℃,绝对压力P=3.4大气压下的重度、密度与比容。
(答:
42.4牛/米3;4.33公斤/米3;0.231米3/公斤)
5试计算二氧化碳在温度为t=85℃,绝对压力P=7.1大气压下的重度、密度与比容。
(答:
104牛/米3;10.6公斤/米3;0.09厘米3/公斤)
6空气在蓄热室内于定压下,温度自20℃增高为400℃,问空气的体积增加了多少倍?
(答:
1.3倍)
7加热炉烟道入口烟气的温度℃,烟气经烟道及其中设置的换热器后,至烟道出口温度下降为℃,若烟气在0℃时的密度为公斤/米3,求烟道入口与出口处烟气的密度。
(答:
公斤/米3;公斤/米3)
8试计算一氧化碳在表压力为0.3大气压、温度为8℃下的重度。
(答:
15.49牛/米3)
9已知速度为抛物线分布,如图示y=0,4,8,12,17厘米处的速度梯度。
又若气体的绝对粘性系数为牛·秒/米3,求以上各处气体的摩擦切应力。
9题图
10夹缝宽度为h,其中所放的很薄的大平板以定速v移动。
若板上方流体的粘性系数为,下方流体的粘性系数为,问应将大平板放在夹缝中何处,方能使其移动时阻力为最小?
(答:
)
11如图所示,一正方形b×b=67×67厘米2、质量为12公斤的平板,在厚毫米的油膜支承下,以匀速v=0.18米/秒沿一斜面滑下,问油的粘性系数是多少?
10题图11题图
(答:
0.728牛·秒/米2)
12如图所示,气缸直径D1=16厘米,活塞直径D2=16厘米,质量0.97公斤,若活塞以匀速0.05米/秒在气缺内下降,试求油的粘性系数是多少?
12题图15题图
(答:
0.63牛·秒/米2)
13直径为150毫米的圆柱,固定不动。
内径为151.24毫米的圆筒,同心地套在圆柱之外。
二者的长度均匀250毫米。
柱面与筒内壁之间的空隙充以甘油。
转动外筒,每分钟100转,测得转矩为9.091牛·米。
假设空隙中甘油的速度按线性分布,也不考虑末端效应。
计算甘油的粘度
(答:
0.729帕·秒)
14均热炉油枪进口重油的粘度1.6。
E,重油的密度为公斤/米3,求重油此时的绝对粘性系数为若干?
(答:
7.45×10-3帕·秒)
15如图所示,一平板在油面上作水平运动,已知速度v=1米/秒,板与固定边界的距离毫米,油的粘滞系数牛·秒/米2,由平板所带动的油层的运动速度呈直线分布,求作用在平板单位面积上的粘滞阻力为多少?
(答:
1.15×10-3牛)
工程流体力学习题及答案
(2)
1截面积为30厘米2的活塞,以60牛顿重的力作用在液面上,试将活塞对液体产生的压力用大气压、牛顿/米2及米水柱高为单位来表示。
(答:
2×104牛/米2,0.197物理大气压,2.04米水柱)
2如图示加热炉出钢口炉门开启机构,开启炉门时,由气缸上端导入压缩空气;关闭炉闭时,由气缸下端导入压缩空气,若压缩空气的压力为2大气压,炉门重550牛顿,配重为250牛顿,求活塞面积应为多少,摩擦不计。
2题图3题图
(答:
1.48×10-3米2)
3如图示,比重计重0.4牛顿,其球泡体积厘米3,管外径d=25毫米,问在用比重计测定水与煤油(密度为760公斤/米3)的比重时,比重计的管子淹没在液面下的深度h各为多少?
(答:
h煤油=7.88厘米,h水=5.25厘米)
4如图示,水管直径d为15毫米,管路内水的表压PM为2.5大气压,若a=100毫米,b=500毫米,问浮球的直径最小应为多少,才能保证将阀门关住?
4题图5题图
(答:
0.113米)
5如图示,将一封闭的玻璃管装满水后,倒置在水槽上;若大气压为735.6毫米汞柱,水温t=4℃,求此时玻璃管内的水柱高为多少?
又若将水温升高为20℃与80℃,则水柱高又为多少?
水在4℃,20℃,80℃下的密度与汽化压力见下表。
P与
t=40℃
t=20℃
t=80℃
汽化压力Pv牛顿/米2
617
2310
47300
密度公斤/米3
1000
998.2
971.8
(答:
9.94米,9.78米,5.33米)
6已知海水重度随海水深度变化的关系为,试导出确定海洋中深为h的任一点压力的表达式。
(答:
)
7如图示,气柜1与2内充满空气,若压力表A的读数为2.1大气压,真空计c的读数为78毫米汞柱,若大气压为10米水柱,试问安装在气柜1上而露在气柜2中的压力计B的读数是多少?
(答:
2.206大气压)
8如图示,U型管水银压力计原先的读数为h毫米,现将压力计向下移动距离a毫米,压力计的读数为h+△h毫米,试求出压力计读数的改变值△h与a之间隔关系。
7题图8题图
(答:
)
9为测定运动物体的加速度,可在物体上安装一如图示的U型管随物体一起运动。
若在物体运动时测得两支管的液位差h=5厘米,若两支管间距厘米,问此时物体运动的加速度a是多少?
9题图10题图
(答:
1.63米/秒2)
10如图示,一底为正方形b×b=200×200毫米2的容器,自重G=40牛顿,装水深度h=150毫米,在重量Q=250牛顿物体的拖动下沿平面滑动,若容器与平面间的摩擦系数,问欲保证在此情况下容器内水尚不致溢出,则容器的高度H最少要多少?
(答:
0.213米)
11如图示的U型管水银压力计,厘米,厘米,油的比重为,大气压力为756毫米汞柱,求压力。
(答:
1611米/Hg)
12如图示的倒装差压计,油的比重为,h1=165厘米,h2=152厘米,h3=50厘米,求Px-Py的值。
11题图12题图
(答:
-4560牛/米2)
13如图示,水柜A上安装有一多管式压力计,若H=4米,h1=1.1米,h2=0.9米,h3=1.3米,h4=1.3米,水柜水面上为空气,试问安在水柜顶部的压力计M的读数为多少?
(答:
3.3×104牛/米2)
13题图
14为测定汽油库内油面的高度,在图示装置中将压缩空气弃满AB管段。
已知油的重度千牛/米3,当h=0.8米时,相应油库中汽油深度H是多少?
14题图15题图
(答:
1.14米)
15尺寸为的飞机汽油箱,所装汽油量为容器容积的三分之一,飞机作水平等加速飞行,试确定:
1)汽油自由液面碰到油箱底边时的加速度a。
2)汽油自由液面达到油箱中心时(即油箱停止供油时)的飞机加速度a。
(不计油箱圆角的影响,已知尺寸比例b:
c=1:
2)
(答:
3.27米/秒2,14.7米/秒2)
16如图为一盛有水的圆筒形容器,以角速度绕垂直轴作等角速旋转,试求超过多少转数时可露出筒底。
(答)
16题图
17如图示,各盛水器形状不同,但底面积相同,盛水深度也相同,问桶底所受的总压力是否相同,为什么?
底所受的总压力是否等于盛水的重量。
17题图
18在圆球表面形三个测压孔,并用橡皮管分别与多管压力计连通(用虚线表示),气流吹过时测得hA=0,hB=60毫米,hc=30毫米(均为垂直高度差),如图示。
多管压力计中液体的重度为牛/米3,大气的压力为760毫米汞柱。
试计算A、B、C三点的压力。
18题图
(答:
760毫米汞柱,756.5毫米汞柱,758.2毫米汞柱)
19如图为一开口容器,已知ax=ay=4.903米/秒2,AB=BC=1.3米,求A、B、C各点处的压力。
19题图
(答:
0;17.89千帕;11.52千帕)
20旋风除尘器的下端出灰口插入水中,使其内部与大气隔形,称为水封。
求管口必须插入水中的深度h。
若:
除尘器内为正压,P=100毫米水柱。
20题图
工程流体力学习题及答案(3)
1如图所示,d=80毫米的一分流管,其壁上等距离开有四处分流口,若分流器底端封闭,经各分流口流出的流量为q1=q2=q3=q4米3/秒,求分流管截面22与44上的流速是多少?
(答:
8.97米/秒;2.99米/秒)
1题图
2某厂均热炉以重油为燃料,重油罐高与直径均为5.5米,以仪表测得油罐油面每小时下降25厘米,若均热炉工段经常有九座炉子在生产,试求每座炉子的平均耗油量,重油密度公斤/米3。
(答:
641公斤/时)
3试证明以下流场是否能存在(即是否满足连续方程);a)u=4,v=3;b)u=4,3x;c)u=4y,v=0;d)u=4y,v=3x;e)u=4y,v=-3x;f)u=4y,v=-4x;g)u=4xy,v=0。
若流场存在,则画出其流线图。
4已知
试问流动是否能连续。
5试证明一维稳定管流的连续方程式也可以写为
6今拟设计一锥形收缩喷咀,已知喷咀进口直径d1=60毫米,水流流量Q=0.012米3/秒,设若需将喷咀出口流速提高为进口的两倍,问喷咀出口直径d2与流速v2为多少?
(答:
42.4毫米;8.49米/秒)
7如图所示为测量空气流速的皮托管,压差计的读数为h=250毫米水柱,空气的密度为公斤/米3,求空气的流速。
(答:
63米/秒)
7题图
8如图所示,在阀门打开的情况下,风管内空气的流速为v=30米/秒,酒精压力计的读数为h=100毫米,若空气与酒精的密度各为公斤/米3,公斤/米3,
(答:
0.174米酒精柱)
9为测定离心式通风机的进风量,在风机吸风口装置了吸风量筒,直径d=200毫米,如图示,若空气的密度为公斤/米3,真空计读数h=250毫米水柱,试求风机的吸风量。
8题图9题图
(答:
1.93米3/秒)
10如图所示,水经由一串联管段流过,流量Q=50米3/时,管径d1=200毫米,d2=150毫米,H=2米,在11与22截面上测得压力分别为PM1=4大气压,PM2=3.5求截面11与22间的压头损失。
(答:
约3米水柱)
10题图
11如图,水自密封容器沿管路流出,容器液面上的真空度为1千牛/米2,不计损失求:
1)流量;
2)A点流速;
3)管中压强最低点的位置及其负压值。
(答:
155升/秒;19.74米/秒;136.9千牛/米2)
12如图所示,水流经一倾斜管段流过,若d1=60毫米,d2=100毫米,h1=1.5米,h2=1.2米,A点处流速为2.4米/秒,不计比能损失,求B管内水面高度为多少?
11题图(d1=100mmd2=150mm)12题图
(答:
1.51米)
13如图所示,水流流速v1=6米/秒,d1=300毫米,若要求两个压力计的读数相同,则管径d2应该是多少?
不计损失。
(答:
235米)
13题图14题图
14如图所示的管路,若当时水温下水的汽化压力为0.2大气压,不计损失,试求此时管道中的最大流量。
(答:
0.02米2/秒)
15如图所的管路,若当时水温下水的汽化压力为0.32大气压,试问当管路中通过的流量为最大时,管B端的标高是多少?
不计损失。
(答:
26.8米)
15题图
16如图所示,水流经管径d=50毫米管顶端的两圆盘间的夹缝射出,设水流在夹缝中为径向流动,不计损失,试求点A、B、C、D处水流的压力。
(答:
5545牛/米2,1221牛/米2-3662牛/米2,0)
16题图17题图
17如图所示,水