流體力學計算題練習.docVIP

.練習題hpap0h1h2r1r2r31. 如右圖所示，在一密閉容器中，上部裝有密度r1=0.8103 kg/m3的油，下部為密度r2=103 kg/m3的水，已知h1=0.4m，h2=0.2m。測壓管中水銀柱的讀數(shù)h=0.5m，水銀的密度為r1=13.6103 kg/m3。求密閉容器中油液面上的壓強p0。2. 圖示為一水暖系統(tǒng)，為了防止水溫升高時體積膨脹將水管脹裂，在系統(tǒng)頂部設一膨脹水箱，使水有膨脹的余地。若系統(tǒng)內(nèi)水的總體積為8m3，加溫前后溫差為50，在其溫度范圍內(nèi)水的膨脹系數(shù)為T9104 1/，求膨脹水箱的最小容積。3. 當溫度不變，壓強從0.20 MPa增加到10 MPa時，某種液體的體積減小0.49%，求該液體的體積模量。4. 兩個充滿空氣的封閉容器互相隔開，左邊壓力表M的讀數(shù)為100kPa，右邊真空計V的讀數(shù)為3.5mH2O，試求連接兩容器的水銀壓差計中h的讀值。5. 已知流體運動的速度場為：，試求t=2時過點處的流線方程。6. 如圖所示，水在壓強作用下從密封的下水箱沿豎直管道流入上水箱中，已知h50cm，H3m，管道直徑D25mm，0.02，各局部阻力系數(shù)分別為10.5，25.0，31.0，求：為維持穩(wěn)定的管中流速V1m/s，下水箱的液面壓強應保持在多少Pa?hABAhB7. 右圖為畢托管示意圖。液體自左向右流動，直管和直角彎管直接插入管道內(nèi)的液體中，彎管開口迎著流動方向。測得A點的液柱高度為hA =170 mm，B點的液柱高度為hB = 230 mm，已知液體的密度為r =990 kg/m3，忽略阻力損失，試計算管內(nèi)液體的流速uA。H8. 如右圖所示為一壁厚可以忽略的大容器，在其下部開一直徑為d =12mm的小孔口，水自孔口流出后進入另一液面比大容器液面低H =1.2m的容器中，兩容器內(nèi)的水位始終保持不變。試計算水的出流流量和孔口處的流速。Hld9. 如圖所示為一壁厚可以忽略的大容器，為了便于出流，在容器壁上開一圓孔并在外面焊接一段等徑圓管，容器自由液面及孔口出口皆與大氣相通，而且可以保證容器內(nèi)的水位不變。已知孔口直徑為d =12mm，焊接的圓管長度l = 40mm。容器自由液面相對于孔口中心線的高度為H =1.2m，試計算水的出流流量和出口流速。10. 用長l =300m、內(nèi)徑d =200mm的鑄鐵管輸送密度r = 880 kg/m3的油液，測得質(zhì)量流量qm = 8.80104 kg/h。設冬季油液的運動粘度n1=109.210-6m2/s，夏季運動粘度n2=35.510-6m2/s，試確定冬、夏季輸油管路以油柱高度表示的水頭損失hl。 注：若流動狀態(tài)為湍流，可取l = 0.0411、一恒定有壓均勻管流，已知管徑d=20 mm，管長 l=20m，管中水流流速 u=0.12m/s，水溫 t=10時水的運動粘度 n=1.30610-6m2/s，求沿程阻力損失12、如圖，已知壓力表測得密閉容器內(nèi)的壓力讀數(shù)為5千帕，其他數(shù)據(jù)如圖中所示，求未知液體的密度（已知水和水銀的密度分別為1噸/立方米和13.6噸/立方米）。13. 液體由水箱經(jīng)中間有收縮截面（截面積為）的管子定常出流，為出口面積，是出口在水箱液面下的深度，問要吸上深為的同種液體，應為多少（不計損失）？14. 已知流體運動的速度場為：，試求t=2時過點處的流線方程。15. 一壓縮空氣罐與文丘里式的引射管連接，d1,d2,h均為已知，問氣罐壓力p0多大方才能將B池水抽出。16. 用水銀壓差計測量水管中的點速度u，如讀數(shù)h60mm，求該點流速。17. 如圖所示輸水管經(jīng)三通管分流。已知管徑分別為d1=200mm、d2=100mm和d3=150mm,斷面平均流速分別是v1=2m/s和v2=1.5m/s，試求斷面平均流速v3.18. 圖示一串聯(lián)管路，管徑、管長、沿程水力摩阻系數(shù)和流量分別標于圖中，試按長管計算所需的水頭H為多少？19. 如圖所示，用真空計B測得封閉水箱液面上的真空度為0.98kPa，若敞口油箱的液面低于水箱液面的高度H=1.5m，油柱高h1=5.6m，水銀柱高h2=0.2m，求油的密度。1. 解：以水銀柱下面為等壓面，列平衡方程： 則：2. 解： 已知V8m3，t50，T9104 1/。(1) 由(111)式，得膨脹水箱的最小容積為 3. 解：因： 故：等溫壓縮系數(shù)： 則體積模量： 4. 解： 已知pm1=100kPa，pv2=3.5mH2O。根據(jù)題意可知 ， 5. 解：，推得：6. 解：以下水箱液面為基準面，列兩液面的伯努利方程：沿程水頭損失：局部水頭損失：總水頭損失：所以，得：hABAhB7. 解：以管道中心線為零勢能面，列伯努利方程： 又知：， 代入得： 則：H8. 解：顯然是薄壁小孔口淹沒出流。其流量： 對于厚壁孔口，Cr =0.60（取0.600.62皆可） 代入數(shù)據(jù)，得： 于是，孔口流速為： Hld9. 解：本題中l(wèi)d = 4012=3.33，可知該孔口為厚壁孔口。 孔口出流流量計算公式為： 對于厚壁孔口，Cr =0.82 代入數(shù)據(jù)，得： 于是，出口流速為： 10. 解： 判斷流態(tài)： 流量：qV = qm/r = 8.80104/880/3600 = 0.0278 m3/s 流速：u = qV/A= 0.0278/(3.140.202/4)= 0.884 m/s 冬季雷諾數(shù)：Re1= ud/n1 = 0.8840.2/(109.210-6) =16192320（湍流） 水頭損失（以油柱高度表示）： 冬季：hl1 =l1 (l/d) (u2/2g) = (64/Re1) (l/d) (u2/2g) = 2.366 m（油柱） 夏季：hl2 =l2 (l/d) (u2/2g) = 2.390 m（油柱） 11. 解：雷諾數(shù)沿程阻力損失系數(shù)：沿程阻力損失：12. 解：如圖，設大氣壓為p0，以圖中2點為基點，則： 因此，解得： 909.03513. 解：（1）根據(jù)連續(xù)性方程A1u1=A2u2 （a） 同時在1點和2點列出伯努力方程得： (b) （2）水箱高位與1點之間列伯努力方程得 (c) （3）1點要吸上深度為h1的液體，則必須： (d) 解上述3個式子，從(a)得：根據(jù)(b)得：從（c）得：，代入(b)得：因此：，即：14. 解：根據(jù)流線方程，因此得：，即： 上述方程解得： 由t=2時過點，C=9，則流線方程為：15. 解： 已知d1，d2，h。依題意，列吸水管的靜力學方程，得 列1、2兩截面