流體力學(xué)典型習(xí)題

1、某流體在相距2mm得兩平行平板間。當(dāng)作用于其中一平板上得切應(yīng)力為30Pa時(shí)，該平板相 對(duì)于另一平板得線速度為2m/s,求該流體得動(dòng)力粘度。 解： 解得 4、 兩同心圓簡(jiǎn)間隙為G其中充滿動(dòng)力粘度為得液體.若外筒固左，直徑為d得內(nèi)桶以角速度s 旋轉(zhuǎn)。求單位長(zhǎng)度得內(nèi)筒所受到得阻抗力矩。 解、 如圖所示一密閉容器，上部裝有密度p 1=0. 8X l(Fkg/m3得油，下部為密度p 2=103kg/m3得水, 已知hi=o. 3mh=0、5叭 測(cè)壓管中水銀液而讀數(shù)為h=0. 4m“求密閉容器中油而得壓強(qiáng)。 解:以表壓強(qiáng)計(jì)算,設(shè)水銀與水得fenjie面處壓強(qiáng)為P 則有 代入數(shù)據(jù) 仇 + 0.8x IO3

2、x9.81 x 0.3 +103 x9.81 x0.5 = 13.6x 103 x 9.81x0.4 解得: 四、 如圖所示，用真空計(jì)測(cè)得封閉水箱上部得貞空度為0、98X 10)Pa,若敞口油箱得液而低于水箱 液面但5m水銀測(cè)壓計(jì)得讀數(shù)h2=0. 2m已知h1=5. 61m,求油得密度。 水銀 解:根據(jù)靜止流體內(nèi)部得靜壓強(qiáng)分布規(guī)律 設(shè)密閉水箱上部空氣壓強(qiáng)為P1, 有（5分） 代入數(shù)據(jù),以表壓強(qiáng)汁算 -0.98x10+ 1000 x9.81x（1.5 + 5.61+0.2） = /?汕 x9.81 x5.61 + 13.6x 103 x9.81 x0.2 （4分） 解得（1分） 五、 密閉盛水容

3、器冰深hl=60cm.h2= 100cm.水銀測(cè)壓計(jì)得讀數(shù)4/=25cm,如圖所示，試求半徑 R=0. 5m得半球形蓋子AB所受總壓力得水平分力與豎直分力大小與方向。 解:對(duì)于半球形蓋子AB設(shè)水平風(fēng)向分力為Fy,豎直方向分力為Fz, 有 Pc = gAh p*gh、+ p、gh? = 13.6x IO3 x9.81 x0.25 + 1000 x9.81 x (1-0.6) =37278Pa Fy =P Ax =Pe7iR1 =37278x3.14x0.52 = 29263.23N q 29.3KV方向水平向左 2 2 Fy=1000 x9.81x x314xO5? =2566.95N a 2.

4、56KN 方向豎直向下 六、 如圖所示，一變宜徑得管段AB.直徑dA=0、2m.dB=0、4m,髙度差h=l、Om.用壓強(qiáng)表測(cè)得pA=7 X 104Pa.pB=4X 1 (MPa,用流量計(jì)測(cè)得管中流量q=0、2m*s,試判斷水在管路中流動(dòng)得方向，并 求水頭損失。 在B-B過流斷而上得機(jī)械能為 帶入能量方程 in m ，所以管路中水得流向?yàn)锳到B.且在兩斷而之間得水頭損失約為4m水柱。 七、 如圖所示，水通過虹吸管從水箱吸至B點(diǎn)，虹吸管直徑dbOmm.岀口 B處得噴嘴直徑 d2=30mm,當(dāng)H2mH=4m時(shí)，在不計(jì)水頭得損失條件下，試求流量與C點(diǎn)得圧強(qiáng)。 血C 1 解:設(shè)水箱自由液面為過流斷而1

5、-1.噴嘴岀口處為過流斷面2-2,列寫伯努利方程，取動(dòng)能修正 系數(shù)為1,不計(jì)水頭損失，以表壓強(qiáng)計(jì)算 代入數(shù)據(jù).解得 設(shè)C點(diǎn)所在斷而為3-3 則3-3斷而得平均速度 對(duì)1-L3-3斷而列寫伯努利方程有 代入數(shù)據(jù)解得 八、 將一平板垂直探入水得自由射流中，設(shè)平板截去射流得部分流量，并引起射流得剩余部分偏 轉(zhuǎn)一角度。已知設(shè)流速度，總流量，平板所截流量。不計(jì)重力及流量損失，求射流加于平板上 得力與偏轉(zhuǎn)角度。（15分） 解:假圧坐標(biāo)系如圖所示 q、2 = 456.48/V 與假左方向相同 射流對(duì)平板得沖擊力與大qU V向相反，即方向水平向右 九、 如圖所示,貯水容器壁上裝有三個(gè)直徑d=lm得半球形蓋,側(cè)

6、壁蓋子處于中心位 置,H=2、5m,h=l、5m,求每個(gè)蓋子靜水總圧力及方向。 （1）上而半球形蓋總壓力:上而半球形蓋以鉛 用力F仏方向向上。 垂纟沢f稱，水平方向互相抵消，僅受鉛垂方向得作 H d h _ 2 (H _ h) _ _ 町 3 Fz =PgV = = 1000 x9.8x . 2 /X 5 x (2.5 1.5)x 7T x 0.53 =51313N (3分) (1分) 方向豎直向上 （2）側(cè)而半球形蓋總壓力F?為: （3分） （2分） （1分） F?與水平方向夾角u為: （1分） （3）底而半球形蓋總壓力:底而半球形蓋以鉛垂線對(duì)稱水平方向互相抵消，僅受鉛垂方向得作 = 100

7、0 x9.8x 2 7D 2H +/l)- TH zrxO.52 x(2.5 + 1.5)- xx0.5* =28224N 用力F3z,方向向下。（1 分） （3分） 十、如圖所示,水平放 置得圓管山兩段組成, 直徑分別為山=0、 01m與d2=0. 006m,管路每段長(zhǎng)度/=3m,輸送液體得運(yùn)動(dòng)粘度v =2*10%2/s,通 過得流量為q=2*l（TW/s,管道突然縮小處得局部阻力系數(shù)二0、35（對(duì)應(yīng)斷面 突變后得速度）。試求管段上得總能頭損失。（注:當(dāng)2323Re4000時(shí),入=0、 025Re,/3;4000Re105 時(shí)，入=0、3164/Re0 25潛路光滑） 解： （2分） 所以，斷而突變前為層流狀態(tài) 斷面突變后仍