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1、的物理意义。2-5给定速度场 ux = ky， uy = k x，uz = 0，求通过x= a，y= b，z= c点的流线，式中 k为常数。2-6已知有旋流动的速度场为 ux = 2y +3z，uy = 2 z +3x，uz = 2x +3y。试求旋转角速度，角变形速度和涡线方程。2-7求出下述流场的角变形速度，涡量和线变形速度。并说明运动是否有旋ux=U（ h2 y2）， uy = uz = 0 。第3章流体静力学3-1某水塔，若z = 3m, h = 2m, po = 2at，以地面为基准面，求水塔底部的绝对压强、相对压强和测压管水头。3-2图示复式水银测压计，液面高程如图中所示，单位为

2、m。试计算水箱表面的绝对压强值po。3-3密封容器内注有三种互不相混的液体，求压力表读数为多少时，测压管中液面可 上升到容器顶部。题3-5图3-4图示贮液容器左侧是比重为的油，其上真空计读数为 pv=cm2；右侧为水，其上压力表读数p=2N/cm2。压差计中工作液体的比重为，求A点的高程。图中高程以 m计。3-5 盛同种液体的两容器，用两根 U形管连的液体，读数为hA；下部压差计B内盛重度为 B的 液体，读数为hB。求容器内液体的重度 。33-6 一容器内盛有重度 9114 N/m的液体，该容器长度 L为1.5m，宽为1.2m，液体深度h为0.9m。试计算下述情况下液体作用于容器底部的总压力：

3、 （1）容器以等加速度 9.8m/s2垂直向上运动；（2）容器以9.8m/s2的等加速度垂直向下运动。3-7 一圆柱形容器静止时盛水深度H=0.225m，筒深度为 0.3m，内径D=0.1m，若把圆出的最大角速度。3-8圆柱筒盛有重度 =KN/m3的液体，今绕铅垂中心轴作等角速度旋转， 转速n=200rpm。已知液体内 A点压强pA = KN/cm2，至旋转轴的水平距离 a = 20cm ； B点至旋转轴的 水平距离为b =30cm， B点高出A点的铅垂距离为 40cm。求B点的压强。3-9 直径D=2m的圆柱筒容器内盛有不相混的两种液体：重度 1 = 8 KN/m3， 2 = 9KN/m3，

4、 hi=20cm， h2=30cm。容器运动时液体不溢出。求：丫 1（1）容器以等加速度 a = 0.1g沿水平方向直线运动，容器壁单宽所受的最大静水压力； 丫2（2）容器以转速n = 30 rpm绕铅直中心轴旋转运动，容 器底的压强分布规律，并求出其最大和最小压强值。3-10 某物体在空气中重G = 400N ,而在水中重G 250n。求该物体的体积和它的比重。3-11 图示平板闸门，已知水深 H = 2m,门宽b = 1.5m，门重G = 2000 N。门与门槽的摩擦系数为f =，求启门力F。3-12 图示矩形闸门，高a = 3m，宽b = 2m,其上端在水下的深度 h = 1m,求作用在

5、闸 门上的静水总压力及其作用点的位置。3-13 某倾斜装置的矩形闸门， 宽b = 2m，倾角 =60,铰链o点位于水面以上 a = 1m 处，水深h = 3m。求开启闸门所需之拉力 T （闸门自重为 G = kN,摩擦阻力不计）。3-14 容器内注有互不相混的两种液体： h1= 2m, 2 = 8 KN/m3, ； h2 = 3m, 2 = 9 KN/m3。求作用在宽度b = 1.5m，倾角=60的斜平面壁 ABC上的静水总压力 P及其作用点。3-15 已知弧形闸门上游水深 Hi = 4m,下游水深 H2 = 2m，闸门轴心0距地面Hi/2，求单位宽度闸门上所受静水总压力的大小、方向及作用点。

6、3-16由两个空心半球组成的密封水箱，球直径 d = 2.0m，用螺栓固接。在水箱进口的 F方a = 20cm处，压力表读数为 cm2。求螺栓所受总拉力 T。3-17 容器内有一隔板，隔板下部为宽b =1.2m的正方形孔，恰好被直径D = 1.2m的圆3 3柱体堵塞。隔板两侧注有两种液体： 1 9KN/m ，m=1.8m ； 2 8KN/m ，h2=1.5m。求圆柱体所受静水总压力。第4章流体动力学基本方程4-1试证下述不可压流体的运动是可能存在的: （1） Ux = 2x2 + y， uy = 2+ z， uz = 4 （x + y） z + xy；（3） Ux = yzt， uy = xz

7、t， uz = xyt。4-2试证不可压流体的运动 ux = x， uy = y， uz = z不可能存在。4-3求使下列速度场成为不可压缩流体流动的条件：（1）Ux = a1X + b1y + C1z， uy = a2x + b2y + C2Z ， uz = a3X + b3y + C3Z；（2）ux = a xy， uy = b yz， uz = c yz + dz2。4-4设某一流体流场：ux = 2y + 3z， uy = 3z + x ， uz = 2x + 4y，该流场的粘性系数=Pas求其切应力。z E4-6试述满足伯努利方程运动所满足的微分方程。2C2h-题4-5图2g 的条件

8、。第5章相似原理与量纲分析5-1试将下列各组物理量组合成无量纲量:、粘度、球的半径r及速度的函2如果一个球通过流体时的运动阻力是流体的密度 数，试用量纲分析法证明阻力 R可由下式给出：rR F（ ）5-3假设流量Q与管径D、喉道直径d、流体密度、压强差 p及流体的动力粘滞系数有 关，试用 定理分析文丘里管的流量表达式。5-4若模型流动与原型流动同时满足 Re相似律和Fr相似律，试确定两种流动介质运动粘性系数的关系。5-5 一个圆球放在流速为 1.6 m/s的水中，受到的阻力为。另个直径为其两倍的圆球置于一风洞中。在动力相似条件下风速的大小及圆球所受到的阻力。（v空气/v水=13， = 1.28

9、 kg/m 3）5-6当水温为20?C,平均速度为 4.5 m/s时，直径为 0.3m水平管线某段的压强降 kN/m2为。如果用比例为 6的模型管线，以空气为工作流体，当平均流速为 30 m/s时，要求在相应段产生 kN/m 2的压强降。计算力学相似所要求的空气压强，设空气温度为 20?C。5-7用水校验测量空气流量的孔板， 孔板直径d = 100mm，管道直径D = 100mm，由试验得到孔板流量系数固定不变时的最小流量为Q = 1.6 l/s，水银压差计读数为 h = 45mm。试确定：（1）当孔板用来测定空气流量时，最小流量是多少（2）相应该流量下的水银压差计的读数是多少设水与空气的温度

10、都是 20?5-8为了决定吸风口附近的流速分布，取比例为 10作模型设计。模型吸风口的流速为13 m/s，距风口轴线0.2m处测得流速为0.5 m/s。若实际风口速度为18 m/s，怎样换算为原 型流动的流速75-9溢水堰模型设计比例为 20。当在模型上测得模型流量为 Qm = 300 l/s时，水流推力为Pm = 300 N,求实际流量 Qn和推力Pn。5-10采用长度比尺为1： 25的模型来研究弧形闸下出流，重力为主要作用力。如在模 型上量得出口流速为 m= 2.3 m/s，流量为Qm = 45 l/s，作用力为Pm，求原型相应的流速n、 流量Qn和作用力Pn。5-11 一建筑物模型在风速

11、为 10 m/s时，迎风面压强为50 N/m 2，背风面压强为30 N/m 2。若气温不变，风速增至 15 m/s时，试求建筑物迎风面和背风面的压强。第6章理想流体的平面无旋运动6-1给定平面流速度场 ux = x2y + y2，Uy = x2 fx,问：（1） 是否存在不可压缩流函数和速度势函数；（2） 如存在，给出它们的具体形式；（3） 写出微团变形速率各分量和旋转角速度各分量。6-2已知不可压缩流体平面流在 y方向的速度分量为 uy = y2 2x + 2y，求速度在x方向的分量。6-3对平面不可压缩流体的运动，试证明：（1） 如运动为无旋运动，则必满足 2ux = 0， 2uy = 0

12、；（2） 满足2ux = 0，2uy = 0的流动不一定是无旋流。画出若干条的流线。6-5已知平面流动流函数6-6已知速度势，求相应的流函数（1） :=xy ;（2） :=x3 3xf ；x2 2（3）x y 。6-7证明=1/2（x2 y2） + 2x 3y所表示的流场和 =xy + 3x + 2y所表示的流场元全相冋。6-8强度为60 m2/s的源流和汇流位于 x轴，各距原点为a=3m。计算坐标原点的流速，计算通过（ 0, 4）点的流线的流函数值，并求该点流速。a题6-10图6-9在速度为=0.5 m/s的水平直线流中，在x轴上方2单位处放一强度为Q = 5m2/s的源流。求此流动的流函数

13、，并绘出此半物体的形状。6-10如图所示，等强度两源流位于 x轴，距原点为a。求流函数，并确定滞止点位置。第7章粘性管流第8章边界层与绕流阻力Ux _y8-1设平板层流边界层中流速分布为线性关系， 即U ，用动量方程求边界层特性 /1， 1/ 2 o8-2空气以30 m/s的速度平行流过平板，温度为 25?C,求离平板前缘 200mm处边界层的厚度。8-3光滑平板宽1.2m，长3m,潜没在静水中以速度 u = 1.2m/s沿水平方向拖曳，水温10?C,求：（1）层流边界层的长度；（2）平板末端的边界层的厚度； （3）所需水平拖曳力。8-4求平板绕流层流边界层的总阻力系数 Cd,及，1, 2。设

14、边界层中的速度分布为8-5 一平行放置于流速为 60m/s的空气流中的薄平板，长 1.5m，宽3m ,空气绝对压强为105 N/m2,温度为25?C,求平板末端的边界层厚度及平板两侧的总阻力：（1） 设为层流边界层；（ 2） 设为紊流边界层。8-6在Re数相等的条件下，20?C的水和30?C的空气流过同一绕流体时，其绕流阻力 之比为多少8-7汽车以60 km/hr的速度行驶，在运动方向的投影面积为 2m2,绕流阻力系数为CD =， 空气温度为0?C,求汽车克服空气阻力所消耗的功率。8-8球形尘粒的密度为2500 kg/m3，在温度为20?C大气中等速沉降，可使用斯托克斯 公式计算沉降速度的最大

15、粒径为多少8-9已知煤粉炉炉膛中上升烟气流的最小速度为 0.5 m/s，烟气密度为0.2 kg/m3,运动粘滞系数为230106m2/s，煤粉密度为1300 kg/m 3，问直径为0.1mm的煤粉将沉降还是被上 升气流带走8-10在气力输送管道中，为了输送一定量的悬浮砂粒，要求风速U0为悬浮速度的5倍, 已知砂粒粒径d = 0.3mm，密度m = 2650 kg/m3，空气温度为 20?C，求风速uo值。9 明渠流动9-1梯形断面渠道，已知b=7m,边坡系数 m=。当测得流量 Q=9.45m3/s，水深ho=1.2m。 又知在200m渠段内渠底落差0.16m。求粗糙系数n。9-2有一浆砌块石的

16、矩形断面长渠道， 已知底宽b=3.2m，渠中水深h0=1.6m，粗糙系数n=，通过流量6m3/s。求渠道底坡i。9-3坚实粘土的梯形断面渠道， b=8m， h0=2m， n=，m=，i=。求流量 Q和断面平均流速 v。9-4混凝土排水管，直径 d=1m，糙率n=，底坡i=，试求1管道满流时的流速和流量；2充满度 0.7时的流速和流量。9-5梯形断面长渠道，流量 Q=10m3/s，底宽b=5m，边坡系数m=1，糙率n=，底坡i=。 分别用试算法和图算法求正常水深 h0。9-6今欲开挖一梯形断面土渠，已知流量 Q=10m3/s，边坡系数 m=，粗糙系数n =，为防止冲刷取最大允许流速为 1m/s，

17、求水力最优断面尺寸和底坡 io9-7梯形断面渠道，Q=12m3/s, m=, n =, i=。按宽深比 5设计渠道断面尺寸。9-8情况良好的梯形断面土渠，流量 Q=35m3/s，边坡m=，糙率n =, i=。已知土壤的不冲允许流速vmax=0.80m/S，设计断面尺寸。9-9 一小河的断面形状及 尺寸如图示。流动近似为均匀 流，底坡i=,边滩糙率ni=， 主槽糙率门2=,求通过流量（边 滩与主槽分别看成矩形断 面）。题9-9图9-10渠道某断面的过水面积A 35.84m ，最大水深h=2.76m，断面平均水深 hm=1.56m，通过流量Q=50m3/s，求断面比能e并判别流态。I9-11等腰三

18、角形断面的灌溉渠道，水深为 H时，流速v .2832gH。求临界水深和临界流速。9-12梯形断面长渠道，已知流量 Q=20m3/s，底宽b=10m，边坡系数 m=，底坡i=，粗糙系数n=，动能修正系数 1.1。用几种方法判别流态。9-13矩形断面棱柱形渠道，底宽 b=8m，底坡i ，当流量Q=15m3/s时，测得跃后水深h 1.5m。试计算跃前水深h和水跃能量损失。9-14定性分析棱柱形长渠道中可能产生的水面曲线。9-15有一梯形断面渠道，长度 s=5m，底宽b=6m，边坡系数 m=2，底坡i=,粗糙系数n=。当通过流量 Q=1m3/s时，闸前水 深H=1.5m。用分段求和法计算并绘制水面 曲

19、线。题9-15图第10章孔口管嘴、堰流与闸孔出流习 题10-1两水箱用一直径 di = 40mm的薄壁孔口连通，下水箱底部又接一直径 d2= 30mm的圆柱形管嘴，长1= 100mm，若上游水深 Hi = 3m保持恒定，求流动恒定后的流量 Q和下 游水深H2。10-2管道直径D= 200mm，末端装一直径d = 120mm薄壁孔板，用以测定管道中的流 量。已知压力计中心比管轴线高 h= 1.5m，读数pm = 98 KN/m2,求流量Q。10-3应用描述气体的能量方程，求解厂房自然通风换气质量流量。已知室内空气温度 为30?C,室外空气温度为20?C,厂房上下部各开有 8m2的窗口，量得窗口中

20、心高程差为 7m , 窗口流量系数为，气流在必然压头作用下流动。0.5m题10-1图 题10-2图10-4 矩形断面水槽宽 B=2m，末端设矩形薄壁堰，堰宽 b=1.2m，堰高p p求水头H=0.25m时自由式堰的流量。10-5 已知完全堰的堰宽 b=1.5m，堰高p=0.7m，流量Q=0.5m3/s，求水头 H。10-6 直角三角堰自由出流，若堰顶水头增加一倍， 流量如何变化10-7 直角进口无侧收缩宽顶堰，堰宽 b=4m,堰高P P .6m，水头 H=1.2m，堰下游水深 h=0.8m，求过堰流量Q。当下游水深增大到 h=1.7m时，流量Q是多少10-8圆角进口无侧收缩宽顶堰，堰高 p p

21、 34m，堰顶水头 H=0.86m，通过流量Q=22m3/s，求堰宽b及不使堰流淹没的下游最大水深。10-9圆角进口无侧收缩宽顶堰，流量 Q=12m3/s，堰宽b=1.8m，堰高p p 0.8m下游水深h=1.73m，求堰前水头 H。10-10 平底平板闸门。已知水头 H=4m，闸孔宽b=5m，闸门开启高度 e=1m，行近流速0=1.2m/s。求自由出流时的流量。10-11某水利枢纽设平底冲沙闸，用弧形闸门控制流量，如图 10-17。闸孔宽b=10m，弧门半径R=15m，门轴高E=10m，上游水深 H=12m，闸门开启度 e=2m,上游渠宽 B=11m。 试计算下游水深分别为 2.5m和8m时

22、，通过闸孔的流量。10-12 实用堰顶部设平板闸门以调节上游水位。闸门底缘的斜面朝向上游倾斜角为60，如图10-16。试求所需的闸孔开度。已知流量 Q=30m3/s，堰顶水头 H=3.6m，闸孔净宽b=5m （下游水位低于堰顶，不计行近流速） 。10-13 一溢流坝为曲线型实用堰，今在坝顶设弧形闸门。已知闸前水头 H=3m，闸孔净宽b=5m，下游为自由出流，不计行近流速。试求闸孔开度 e=0.9m时的流量。第12章紊流射流Q0 =12-1 一直径D = 0.4m圆孔射流沿水平方向射入密度相同的静止水体中，出口流量0.35m3/s，试求射流中心流速达到的距离。12-2某体育馆圆柱形送风口， do

23、 = 0.6m，风口至比赛区为 60m。要求比赛区风速（质量平均风速）不得超过 0.3m/s。求送风口的送风量应不超过多少 m3/s12-3有一个两面收缩均匀的矩形孔口，截面面积 2m2，出口速度o = 10m/s。求距孔口2.0m处射流轴心速度 m,质量平均流速2及流量Q。12-4已知空气淋浴喷口直径 D = 0.3m，要求工作区的射流半径为，质量平均流速为3m/s，设紊流系数a为，求喷口和工作区的距离 S,以及喷口流量 Q。12-5车间高11.5m，宽30m，长70m，在端部布置圆形送风口，风口高为 6m，直径为1m，紊流系数为，若要求工作区最大回流速度为 0.6m/s，求射流流量，并计算

24、质量平均流速为 0.2m/s 的射流长度。12-6某锅炉喷燃气的圆形喷嘴，直径为 500mm，喷嘴风速为30m/s，求离喷嘴2m， 2.5m，和5m处的轴线流速。若喷嘴为高 500mm的平面射流，上述各点的轴线流速又为多大设圆喷嘴的 a 为，平面喷嘴的 a 为。12-7温度为40?C的空气，以速度0 = 3m/s从直径d = 100mm的圆喷口沿水平射出， 周围空气的温度为18?C，求射流轴线的轨迹方程。12-8高出地面5m处设一孔口 d0为0.1m，以速度2m/s向房间水平送风。送风温度10?C, 室内温度27?C，求距出口 3m处的质量平均流速2、温度t2及弯曲轴心坐标。12-9 喷出清洁

25、空气的平面射流，射入含尘浓度为 mg/l 的静止空气中。要求距喷口 2m 处造成宽度为2b= 1.2m的射流区。试设计喷口尺寸 b,并求工作区轴心处灰尘浓度。12-10试求距R0 = 0.5m的圆断面射流出口断面为 20m，距轴心距离为 y =1m处射流速 度与出口速度之比。第 13 章 一元气体动力学基础13-1空气的压强为，温度为 15?C,若通过某装置将其等熵地加速至 M =1时，气流的速度和密度为多少理论上所能达到的最大速度为多少13-2空气从储气罐出流，气罐内压力 105Pa，温度为15?C，已知出口为亚音速流动，大气压力为 1 1 05，求气流出口速度及温度。13-3某一绝热气流的

26、马赫数 M =，并已知其滞止压力 p0= 598100Pa，温度t0 = 20?C,试求滞止音速a。，当地音速a，气流速度，和气体绝对压强 p。13-4喷管中空气流的速度为 500m/s，温度为300K，密度为2 kg/m 3，若要进一步加速气流，喷管面积应如何变化13-5设某储气箱在抽风机作用下保持箱内压强 p = 99 kPa,外部大气（po= kPa, To =300 K, R= J/kg K）通过d= 13cm的圆断面喷嘴进入气箱，流量系数=，求喷嘴进气质量流 量。13-6空气通过等截面短管被吸入容器内，流动条件如图所示，求短管与容器的交接面罐出口处M =，试求气罐出口处的速度、温度、

27、压强和密度。13-8 一收缩形喷管用来使容器内空气等熵地膨胀到大气压。容器内的压强和温度分别为147 kPa和5?C,且保持为定值。若要求得到质量流量为 0.5kg/s，求喷管出口面积为多大（设大气压为101 kPa）13-9 16?C的空气在D = 20cm的钢管中作等温流动，沿管长 3600m压降为1at，假如初始绝对压强为5at，设=，求质量流量。13-10空气温度为16?C,在1at压力下，从内径为 D = 10cm的保温绝热管道中流出。 上游马赫数为 M = 1,压强比p” p2 =，求管长，并判断是否可能的最大管长。13-11空气在水平管中流动，管长 200m，管径5cm,阻力系数 =，进口处绝对压强106N/m2,温度20?C,流速30m/s，试分别用气体作为不可压缩流、可压缩等温流、可压缩 绝热流，求沿此管压降为多少