流體力學(xué)習(xí)題集與答案解析

1、流體力學(xué)與葉柵理論課程考試試題選擇題（每小題 1 1 分，共 1010 分）2、判斷下列敘述是否正確（對者畫 *錯者畫X）：（a）基準面可以任意選取。（）（b）流體在水平圓管內(nèi)流動，如果流量增大一倍而其它條件不變的話，沿程 阻力也將增大一倍。（）（c）因為并聯(lián)管路中各并聯(lián)支路的水力損失相等，所以其能量損失也一定相 等。（）（d）定常流動時，流線與跡線重合。（）（e）沿程阻力系數(shù)入的大小只取決于流體的流動狀態(tài)。（）二、回答下列各題（1 12 2 題每題 5 5 分，3 3 題 1010 分，共 2020 分）1、什么是流體的連續(xù)介質(zhì)模型它在流體力學(xué)中有何作用2、用工程單位制表示流體的速度、管徑、

2、運動粘性系數(shù)時，管流的雷諾數(shù)Re 104，問采用國際單位制時，該條件下的雷諾數(shù)是多少為什么3、常見的流量的測量方法有哪些各有何特點1、在括號內(nèi)填上摩擦力（);重力離心力（);浮力壓力（）。););表面力”或質(zhì)量力”:三、計算題（7070 分）1、如圖所示，一油缸及其中滑動栓塞，尺寸 D=120.2mm, d=119.8mm, L=160mm,間隙內(nèi)充滿（JF S 的潤滑油， 若施加活塞以 F=10N 的拉力，試問活塞勻速運動時的 速度是多少（10 分）llG丨-PrL題 1 圖2、如圖所示一盛水容器，已知平壁 AB=CD=2.5m, BC 及 AD 為半個圓柱體，半徑R=1m，自由表面處壓強為

3、一個大氣壓，高度 H=3m，試分別計算作用在單位長度 上AB 面、BC 面和 CD 面所受到的靜水總壓力。（10 分）題 2 圖5、兩水池的水位差 H=6m,用一組管道連接，管道的第一段 BC 長 Li=3000m,直徑 di=600mm, C 點后分為兩根長 L2=Ls=3000m,直徑 d2=d3=300mm 的并聯(lián)管，各在 D 點及 E 點進入下水池。設(shè)管道的沿程阻力系數(shù)求總流量 Q=（20 分）題 5 圖習(xí)題第一章 緒論1. 連續(xù)介質(zhì)假設(shè)意味著 _ 。(A)流體分子互相緊連(B)流體的物理量是連續(xù)函數(shù)(C) 流體分子間有空隙(D) 流體不可壓縮2. 流體的體積壓縮系數(shù) kp是在_ 條件

4、下單位壓強變化引起的體積變化率(A) 等壓(B) 等溫(C) 等密度3. 在常溫下水的密度為 _ kg/m3。(A) 1(B) 10(C) 100(D) 10004. 空氣的體積彈性模數(shù) E=。(D)5. 溫度為 20C，壓強為 105Pa 的空氣密度為_ kg/m3。(A) 341(B)(C)(D)6. 水的體積彈性模數(shù) _ 空氣的彈性模數(shù)。(A) 小于 (B) 近似等于 (C) 大于7. 靜止流體 _剪切應(yīng)力。(A) 不能承受 (B) 可以承受 (C) 能承受很小的 (D) 具有粘性時可承受8. 溫度升高時，空氣的粘性系數(shù) _ 。(A) 變小 (B) 變大 (C) 不變9. 運動粘性系數(shù)的

5、單位是 _。(A) 水 (B) 空氣(C) 血液(D) 瀝青10._是非牛頓流體。(D)11. 動力粘性系數(shù)與運動粘性系數(shù)的關(guān)系為(A)(B)(C)(D)12. 流體的粘性與流體的 _無關(guān)(A) 分子內(nèi)聚力 (B) 分子動量交換 (C) 溫度 (D) 速度剃度13. 潤滑油的動力粘性系數(shù)，已測得剪切應(yīng)力為為_ 。(A) 4 (B) 1/4 (C) 25 (D)14._的流體稱為理想流體。(A) 速度很小 (B) 速度很大 (C) 忽略粘性切力 (D) 密度不變，流體微團的角變形速率則15. 表面張力系數(shù)的量綱是(A)(B)(C)(D)16. 下列四種液體中，接觸角 潤濕固體。(A) 120o(

6、B) 20o(C) 10o(D) 0o的液體不17. 動力粘性系數(shù)的流體沿平板壁面流動，測得離壁面處的速度分布為0，在 y= 5mm 處的粘性切應(yīng)力為(A) (B) 0(C) 5(D)18. 溫度升高時，表面張力系數(shù)(A) 增大 (B) 減小 (C) 不變19. 毛細液柱高度 h與_成反比。(A) 表面張力系數(shù) (B) 接觸角 (C) 管徑 (D) 粘性系數(shù)20. 液滴內(nèi)的壓強與大氣壓強之差o(A) (B)二(C)v第二章流體靜力學(xué)1 什么是絕對壓力、相對壓力、真空它們之間的關(guān)系如何2已知大氣壓力為 m2。求：（1）絕對壓力為 kN/m2時的相對壓力；（2） 力為kN/m2時的真空值各是多少（

7、用水柱高度表示）3 流體靜壓力有哪些特性4.什么是等壓面等壓面的兩個重要性質(zhì)是什么5 流體靜力學(xué)基本方程式有哪幾個表達式方程式的物理意義、幾何意義如何6.如圖 2-34 所示，已知 =800kg/m3, pi=64 kpa, p2=，求 z。絕對壓圖 2-34題 6 圖圖 2-35 題 7 圖8.水深 h=3m,大氣壓 pa=1 at,求水池底部的相對壓強及絕對壓強內(nèi)最低絕對壓強為 45kpa,及 pa=1at，試求虹吸管內(nèi)的最大真空值 空度 hv=如圖 2-36 所示，D=60mm, d=5mm, h=200mm,求：杯口氣壓的真空度2 27.如圖 2-35 所示，已知 Ai= 0.2m,

8、A?= 10.0m ,P1= 100kN,試求P2為多少。Ai9.虹吸管v和最大真圖 2-36 題 10 圖11. 如圖 2-37 所示，已知鉛垂放置閘門，hi=1m, H=2m,B=1.2m 求:作用于閘門上的總壓力及作用點位置。pPa圖 2-37題 11 圖12. 已知如圖 2-38 所示，閘門為圓形，D=1.25m, =80，可繞通過 C 的水平軸旋轉(zhuǎn)求(1)作用在閘門上的轉(zhuǎn)矩與閘門在水下的深度無關(guān)(2)閘門完全淹沒，作用在閘門的轉(zhuǎn)矩圖 2-38 題 12 圖13. 如圖 2-39 所示，直徑相等的半球形面，求作用在三個球面的作用力的大小 及方向。 b圖 2-39題 13 圖14.如圖

9、2-40 所示， 弧形閘門，寬 B=5m,=45 , r=2m,轉(zhuǎn)軸與水平面平齊求：水對閘門軸的壓力圖 2-40 題 14 圖15如圖 2-41 所示，一輛小車車箱長 L,高 H,裝有 1/2 的水，向右行駛，求使Pz水不溢出的最大加速度圖 2-42 題 15 圖16如圖 2-43 所示，底面積相同，高度相同、形狀不同的四個容器，置于桌面 上。不計容器質(zhì)量。試求四個容器中的水對桌子的作用力的大小順序以及水對容 器底部的作用力的大小順序。PiP2P3P4圖 2-43題 16 圖圖 2-45 題 18 圖17.求如圖 2-44 所示，水下傾斜放置的平板，已知 h 3m，寬b 5m,30求：作用在平

10、板上的總壓力和壓力中心的位置。圖 2-44 題 17 圖18. 如圖 2-45 所示，用一 U 形管測量汽車的加速度，L 200m m,當(dāng)汽車加速行 駛時，使 H 100mm，求汽車的加速度。19. 如圖 2-46 所示，一容器，上部為油，下部為水，已知hi1.5m,h23m,油的密度為o800kg /m3，求作用于容器側(cè)壁 AB 單位寬度上的作用力的大小及其作圖 2-46 題 19 圖20.量測容器中 A 點壓強的真空計如圖 2-47 所示，已知：z 1m,h 2m,當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?98kPa,求 A 點的絕對壓強，相對壓強和真空度。圖 2-47 題 20 圖用點的位置21.如圖 2-48 所

11、示，已知h10.91, h20.61m,h3h40.305m，油900kg/m3，計算各液面的相對壓強圖 2-48 題 21 圖22如圖 2-49 所示，用復(fù)式測壓計測量鍋爐中水面上蒸汽的絕對壓強p,已知H 3m,h|1.4m,h22.5m,h31.2m,h42.3m,試求 p 值的大小。圖 2-49 題 22 圖23.如圖 2-50 所示，一圓柱形容器，直徑 d 1.2m,充滿水，并繞垂直軸等角速 度旋轉(zhuǎn)，在頂蓋上r00.4m處安裝一開口測壓管，管中的水位 h 0.5m。問此容器的轉(zhuǎn)速 n 為多少時頂蓋所受的總壓力為 0圖 2-50 題 23 圖24如圖 2-51 所示，設(shè)計自動泄水閥，要求

12、當(dāng)水位為 h 時，用沉沒一半的加油 柱形浮標將細桿所連接的堵塞提起。 已知堵塞直徑 d，浮標長 I,活動部件的重量 G,求浮標直徑 D 為多少，如果浮標改為圓球形，其半徑 R 應(yīng)為多少圖 2-51 題 24 圖25. 如圖 2-52 所示，一正方形容不得器，底面積為b b 200 200mm2，mi4kg。當(dāng)它裝水的高度 h 150mm 時，在25kg的載荷作用下沿平面滑動。 若容器的底與平面間的摩擦系數(shù)f 0.3，試求不使水溢出時容器的最小的高度H。圖 2-52 題 25 圖26. 如圖 2-53 所示，半徑 R 0.2m，長度 I 2m 的圓柱體與油(比重為)、水接 角，圓柱體右邊與容器頂

13、邊成直線接觸，試求：(1)圓柱體作用在容器頂邊上的力；(2)圓柱體的重量與比重。恤-圖 2-53 題 26 圖27如圖 2-54 所示，用熔化鐵水（比重為 7）鑄造帶凸緣的半球形零件，已知，H 0.5m,D0.8m,R 0.3m,d0.05m,10.02m,20.05m，試求鐵水作用在砂箱上的力圖 2-54 題 27 圖第三章流體動力學(xué)基礎(chǔ)3-1 二元不可壓縮流場中，Vx5x3，Vy15x2y，試求點 1,2 上的速度和加速度。答：v 30.41m s，a 167.7 m s23-2 已知Vx二叫，Vy二，Vz0，式中 k 是不為零的常數(shù)。試求：（1）x yx y流線方程。（2）t 1 時，通

14、過點 1,0 流線的形狀。答：x2y2t C，流線為x2y21，流線的形狀為一圓。3-3 流體質(zhì)點速度沿x方向成線形規(guī)律變化，已知相距I 50cm 兩點的速度為VA2m s，VB6ms。流動是恒定的，試求 A、B 兩點的質(zhì)點加速度。答：aA16m. s2，aB48m . s23-4 已知不可壓縮流體流動的兩個分速度為vx2x2y，vy2y2z，且在 z 0 處有vz0。試求流速分量vz的表達式。答：Vz4 x y z3-5 大管直徑 d5m，小管直徑d21m，已知大管中過流斷面上的速度分布為v 6.25 r2m/s（式中r表示點所在半徑，單位為m）。試求管中流量及小管中 的平均速度。答：qV6

15、1.36m3s，v 78.13m s3-6 如圖所示以斷面平均流速v 0.15m s流入直徑 D 20mm 的排孔管中的液 體，全部經(jīng) 8 個直徑 d 1mm 的排孔流出，假定每孔流速依次降低 2%,試求第 1 孔和第 8 孔德流速。答：V|8.04m s，v86.98m . s3-7 試證明下列不可壓縮均質(zhì)流體運動中，哪些滿足連續(xù)性方程，哪些不滿足連 續(xù)性方程。（1）vx-ky , vykx , vz0 ;（2）vxkx , vyky , vz0 ;（3）vx4x，Vy0; （ 4）vx4xy，Vy0。答：（1）、（2）滿足連續(xù)性方程，（3）、（4）不滿足連續(xù)性方程。3-8 水平放置的水管，

16、直徑由d115cm收縮到d?7.5cm，已知Pi 4g N cm2、P21.5g N cm2（ g 為重力加速度），不計損失，試求管中流量。答：qv0.101ms3-9 利用皮托管原理測量輸水管中的流量qv。已知輸水管直徑 d 200mm，水銀差壓計讀數(shù)hp60mm，斷面平均流速v 0.84Vmax，其中Vmax為皮托管前管軸上 未受擾動水流的速度答：qv0.102 mV s3-10 油從鉛直圓管向下流出。管直徑di10cm，管口處的速度為Vi1.4m s, 試求管口下方 H 1.5m 處的速度和油柱直徑。答：v25.6 m s，d25cm3-11 圖示為水塔，供水管道系統(tǒng)，h19m，h20.

17、7m。當(dāng)閥門打開時，管道中 水的平均流速v 4m；s，總能量損失hw13m，試確定水塔的水面高度 H。答：H 5.52m3-12 已知鉛直輸水管道的直徑 d 200m m,在相距 I 20m 的上下兩測壓計讀數(shù) 分別為196.2kPa 和 588.6kPa。試判斷流動方向，并計算水頭損失。答：從下往上流，hf20.01m3-1320oC的水通過虹吸管從水箱吸至 B 點。虹吸管直徑d160mm，出口 B 處噴 嘴直徑d230mm。當(dāng)h| 2m、h24m時，在不計水頭損失條件下，試求流量 和C點的壓強。答：qv0.00626m3s，pC22024.3Pa3-14 圖示一自來水龍頭將水從水箱中放出，

18、設(shè)水龍頭直徑 d 12mm，圖示壓力 表當(dāng)水龍頭關(guān)閉時讀數(shù)為p 0.28MPa，打開水龍頭后讀數(shù)為p 0.06MPa，求 自來水龍頭流出的流量，不計損失。答：qV 2.37 103m3：s3-15 圖示一自然排煙鍋爐，煙囪直徑 d 1m，煙氣流量Q 7.135m Vs，煙氣密 度0.7kg；m3，外部空氣密度a1.2kg-m3，煙囪的壓強損失Hv2Pw0.035-。為使煙囪底部入口斷面的真空度不少于10mm 水柱，試求煙d 2囪的高度 H答：H 32.63m3-16 已知dA15cm,dB7.5cm, a 2.4m ,水 的流量qv0.02 ms,2PBPA11772 N m2。（ 1）如果

19、AB 之間的水頭損失表示為二，試求 的值。2g（2 ）求水銀差壓計中的讀數(shù) h。答：3.4， h 9.5cm3-17 在離心水泵的實驗裝置上測得吸水管上的計示壓強Pi0.4g 104Pa，壓水管上的計示壓強p22.8g 104Pa（ g 為重力加速度），d130cm，d225cm， a 1.5m，qv0.1m3s。試求水泵的輸出功率。答：P 32.96kW3-18 如圖所示的水平設(shè)置的輸水彎管，轉(zhuǎn)角60，直徑由a 200mm變?yōu)閐2150mm。已知轉(zhuǎn)彎前斷面的壓強P118kN m2（相對壓強），輸水流量Q 0.1m3s，不計水頭損失，試求水流對彎管作用力的大小。答：Fx0.538kN,Fy0.

20、597kN3-19 密度1000kg . m3的水從圖示水平放置的噴嘴噴出流入大氣。已知噴嘴尺寸 D 8cm，d 2cm，測得出口速度v215m s，求螺栓組 A 所受的力。答：F 497N3-20 一股水平方向上的射流沖擊一斜置的光滑平板。已知射流來流速度為v。，流量為qv，密度為，平板傾角為。不計重力及流動損失，求射流對平板的作 用力及分流流量 qv、qv。3-21 邊長 b 30cm 的正方形鐵板閘門，上邊鉸鏈連接于 O，其重力為W 117.7N，水射流直徑 d 2cm 的中心線通過閘板中心 C，射流速度v 15m,(1 )為使閘門保持垂直位置，在其下邊應(yīng)加多大的力F (2)撤銷力 F

21、后，閘門 傾斜角是多少忽略鉸鏈摩擦答：F 35.3N，36o523-22 直徑為 d 4cm，速度為v 30 m s的水射流，在葉片一端流入，從另一端 流出，速度大小不變，但方向隨葉片而偏轉(zhuǎn)，試求下列兩種情況下射流對葉片作 用力。(1)30。，( 2)0，60。3-23 旋轉(zhuǎn)式噴水器由三個均布在水平平面上的旋轉(zhuǎn)噴嘴組成，總供水量為噴嘴出口截面積為 A，懸臂長為 R，噴嘴出口速度方向與懸臂的夾角為止，需要施加多大的外力矩答：無旋流動若存在則繪出它們的分布圖。答:( 1)F Fx=1958N, =0,(2)F. Fx2F7=1958N, =arcta =-30FxqV，。(1)不計一些摩擦，試求懸

22、臂的旋轉(zhuǎn)角速度(2)如果使已經(jīng)有角速度的懸臂停dsin3AR曲sin3A3-24 判斷流場vxx2xVy2xyy 是有旋流動還是無旋流動。3-25 設(shè)流場中的速度分布為vxjVy2,試判斷是否存在流函數(shù)和速度勢，y 2x，2y，為互相垂直的平行直線3-26 已知平面勢流的速度勢函數(shù)4 x2y2，試求速度和流函數(shù)。答：v8 x2y2，與水平方向的夾角arctan ；8xyx3-27已知某二元不可壓縮流場速度分布Vxx24x y2，Vy2xy 4y，試確定：（1）流動是否連續(xù)（2）流場是否有旋（3）速度為零的駐點位置。（4）速度勢函數(shù)和流函數(shù) 。答：流動連續(xù)；流場無旋；駐點為（0,0）和（-4,0

23、）; -x32x2y2x 2y2，3213X y 4xy 3 y k23-28 已知（1）Vr0，v -，k 是不為零的常數(shù)；（2）Vr0，v2r，r為常數(shù)。試求上述兩流場中半徑為r-和r2兩條流線間流量的表示式。r-答：（1）q kln丄，（2）q -2rj Jr223-29源流和匯流的強度 q 均為60m2s，分別位于x軸上的 a,0、a,0 點,a為 3m。計算通過（0, 4m）點的流線的流函數(shù)值，并求該點的流速。答：（1）12.29；vx2.29 ms，Vy03-30將速度為v平行于x軸的均勻流和在原點 O 的點源疊加而成如圖所示繞平面半柱體的流動，試求它的速度勢和流函數(shù)，并證明平面半

24、柱體的外形 方程為 r q2 v sin，它的寬度等于q v。3-31 設(shè)在 1,0 點置有的旋渦，在 1,0 點置有的旋渦。試求 沿下列路線的速度環(huán)量。（1）x2y24；2） x 1y21 ;（3）x2, y 2的一個方形框；（4）x 0.5, y0.5的一個方形框。3-32給定流場為vx2Cy2，Vy2Cx2，Vz0，其中 C 為常數(shù)。作一x yx y個圍繞 Oz 軸的任意封閉曲線，試用斯托克斯定理求此封閉曲線的速度環(huán)量， 并說明此環(huán)量值與所取封閉曲線的形狀無關(guān)。3-33已知某流場的速度為v cr，Vr0，v 0，其中c為常數(shù)，rx2y2。求：（1）沿曲線x2y2a2的速度環(huán)量 ；（2）通

25、過上述圭寸閉曲線所包圍的圓面積的旋渦強度 J第四章相似理論及量綱分析1.為研究風(fēng)對高層建筑物的影響，在風(fēng)洞中進行模型實驗，當(dāng)風(fēng)速為v 9m/s時測得迎風(fēng)面壓強為42N/m2，背風(fēng)面壓強為20 N/m2，試求溫度不變風(fēng)速增至v 12m/s時，迎風(fēng)面和背風(fēng)面的壓強2 22 ca,J c a3-34 有一流場，在r a時,，Vz0;在r a 時，vXy，Vyx，Vz0,求沿圖所示曲線ll，12，13和14(13和I4的半徑相等）的速度環(huán)量。14的半徑為 5。答:，1i2 a，12-，130，14.23-35設(shè)流體質(zhì)點運動的速度分量為Vxy 2z，vyz2X,Vzx 2y，試求渦線方程。若渦管斷面dA

26、0.0001m2，求旋渦強度 J。(74.67 N, 35.56 N)2. 一個潮汐模型，按弗勞得相似準則設(shè)計，尺度比例系數(shù)為中的一天，相當(dāng)于模型的時間是多少(32.2 min)3.為研究輸水管道上直徑 600mm 閥門的阻力特性，采用直徑 300mm,幾何相似的閥門用氣流做模型實驗。已知輸水管道的流量為0.283 m3/s，試求模型的氣流量。 (氣/水15.6)(qm2.207 m3/s)4.有一內(nèi)徑d 200 mm的圓管，輸送運動粘度系數(shù)為4 105m2/s的油，其流量q 0.12 m3/s。若用d 50 mm的圓管分別用 20C的水和 20C的空氣作 模型實驗，試求模型相似時管內(nèi)應(yīng)有的流

27、量。(7.553 104m3/s,1.139 102m3/s)5.用尺度比例系數(shù)l20的模型進行溢流壩的實驗，今在模型中測得通過流量qm0.19m3/s時， 壩 頂水頭Hm0.15m， 壩趾收縮 斷面出流速Vcm3.35 m3/s，試求原型相應(yīng)的流量、壩頂水頭及收縮斷面處的流速。(qp339.88m3/s,Hp3m,vcp15m3/s)6.汽車的高度h 2 m,速度v 108 km/h，環(huán)境溫度為 20C。為求汽車阻力在風(fēng) 洞中做模型實驗。設(shè)風(fēng)洞中溫度為 0C。氣流速度vm60m/s，試求模型汽 車的高度hm;若在風(fēng)洞中測得模型汽車阻力Fm1500 N，原型汽車阻力有多 大(hm0.873m,

28、 F 1830 N)7.光滑圓球以速度v 1.6 m/s在水中運動，為求圓球受到的阻力 F,在風(fēng)洞中用 直徑放大到 2 倍的光滑圓球進行模型實驗。為保證兩者相似，風(fēng)洞中的空氣 速度應(yīng)多大若在風(fēng)洞中測到的阻力為Fm0.95 N，則原型球的阻力有多大2000，問原型(vm12.5 m/s,Fp4.4 N)8.小球在不可壓縮粘性流體中運動阻力FD與小球的直徑 d、等速運動的速度v、流體的密度、動力粘度系數(shù)有關(guān)，試導(dǎo)出阻力的表達式。d22(FDf(Re)429. 雷諾數(shù)是流速 V，物體特征尺度 I，流體密度，以及流體動力粘度系數(shù)這四個物理量的綜合表達，試用n定理推出雷諾數(shù)的表達形式。(Re-lv)10

29、. 不可壓縮粘性流體在水平圓管中做定常流動時，已知流量 q 與直徑 d、單位長度的壓降p/l及流體動力粘度系數(shù)有關(guān)。試用n定理推出 q 與這些物理量的關(guān)系。pd4(q C-)11. 圓型孔口出流的流速v與作用水頭 H，孔口直徑 d，流體的密度 ，動力粘度系數(shù) 和重力加速度 g 有關(guān)，試用n定理推導(dǎo)孔口出流速度的表達式。(v f(#,Re,)、. 2gh )第五章液流形態(tài)及水力損失5-1 用直徑 d=100mm 的管道，輸送流量為 10kg/s 的水，如水溫 5C,試確 定管內(nèi)水的流態(tài)。如用 這管道輸送同樣質(zhì)量 的石油，已知石油的密度為p=850kg/m，運動粘滯系數(shù)1.14cm2/s，試確定石

30、油的流態(tài)。5-2 有一矩形斷面小排水溝，水深 h=15cm，底寬 b=20cm，流速u=0.15m/s 水溫為 15C，試判別其流態(tài)。5-3 溫度為 t=20C的水，以 Q=4000cm3/s 的流量通過直徑 d=10cm 的水管， 試判別其流態(tài)。如果保持管內(nèi)液體為層流運動，流量應(yīng)受怎樣的限制5-4 有一均勻流管路，長 l=100m,直徑 d=0.2m,水流的水力坡度 J=,求管 壁處和r=0.05m 處切應(yīng)力及水頭損失。5-5 輸油管管徑 d=150mm,輸送油量 Q=h,求油管管軸上的流速 Umax和 1km 長的沿程水頭損失。已知 丫油=m3, v油=0.2cm2/so5-6 油以流量

31、Q=7.7cmVs，通過直徑 d=6mm 的細管，在 l=2m 長的管段兩端接水銀差壓計，差壓計讀數(shù) h=18cm,水銀的容量丫汞=m3,油的容重丫油=m3。求油的運動粘度題 5-6 圖5-7 在管內(nèi)通過運動粘度 v=0.013cm/s。的水，實測其流量 Q=35cX/s，長 15m管段上水頭損失 hf=2cmH20，求該圓管的內(nèi)徑。5-8 液體薄層流(厚度為 b)在斜面上向下呈均勻流動，試用取隔離體方法 證明：流速分布u廠(b2y2)sin單寬流量Q b3sin3題 5-8 圖5-9 半徑 r0=150mm 的輸水管在水溫 t=15C下進行實驗，所得數(shù)據(jù)為p水=999kg/m3,卩水=s/m

32、2,u=3.0m/sX=(1) 求管壁處、r=處、r=0 處的切應(yīng)力。(2) 如流速分布曲線在=處的速度梯度為 1/s，求該點的粘性切應(yīng)力與紊流 附加切應(yīng)力。(3)求 r=處的混合長度及無量綱常數(shù)K如果令T=T K=5-10 圓管直徑 d=15cm,通過該管道的水的速度u=1.5m/水溫 t=18C。 若 已知入，試求粘性底層厚度&。如果水的流速提高至 2.0m/s,8如何變化如水的 流速不變，管徑增大到 30cm,8t又如何變化5-11 鑄鐵輸水管內(nèi)徑 d=300mm,通過流量 Q=50L/s,水溫 t=10C,試用舍 維列夫公式求沿程阻力系數(shù)入及每公里長的沿程水頭損失。5-12 鑄

33、鐵輸水管長 l=1000m,內(nèi)徑 d=300mm,通過流量 Q=100L/s,試按公 式計算水溫為 10C、15C兩種情況下的入及水頭損失 hf。又如水管水平放置，水 管始末端壓強降落為多少5-13 城市給水干管某處的水壓p=,從此處引出一根水平輸水管，直徑d=250mm,當(dāng)量粗糙高度 =0.4mm。 如果保證通過流量為 Q=50L/s， 問能送到多 遠(水溫 t=25C)5-14 一輸水管長 l=1000m,內(nèi)徑 d=300mm,管壁當(dāng)量粗糙高度=1.2mm, 運動粘度V= 1cms，試求當(dāng)水頭損失 hf=7.05m 時所通過的流量。5-15 圓管直徑 d=10cm,粗糙度 =2mm,若測得

34、 2m 長的管段中的水頭損失 為0.3m，水溫為 10C。問此時是水力光滑管還是水力粗糙管流動如管內(nèi)流動屬 水力光滑區(qū)，問水頭損失可減至多少5-16 混凝土排水管的水力半徑 R=0.5mo 水均勻流動 1km 的水頭損失為 1n, 粗糙系數(shù) n =,試計算管中流速。5-17 用泵水平輸送溫度 t=20C及流量 Q=90L/s 的水， 經(jīng)直徑 d=250mm, l=1000m的新焊接鋼管至用水點，試求水頭損失。5-18 容重丫 =8435N/m 的石油，在水泵壓力 p=1930kPa 下通過直徑 d=250mm 的水平輸油管，輸送距離 l=20km,如運動粘度V=0.30cms，試求石油的流量。

35、5-19 有一水管，管長 l=500m，管徑 d=300m,粗糙高度 =0.2mm,若通過 流量Q=600L/s,水溫 20C，試：(1) 判別流態(tài)；(2) 計算沿程損失；(3) 求斷面流速分布。5-20 流速由u變?yōu)閡的突然擴大管，如分為二次擴大，中間流取何值時 局部水頭損失小，此時水頭損失為多少并與一次擴大時的水頭損失比較。5-21 水從封閉容器 A 沿直徑 d=25mm、長度 l=10m 的管道流入容器 B。若容 器 A水面的相對壓強為 2 個工程大氣壓，Hi=1m, H2=5m，局部阻力系數(shù)Z進=,Z閥二，Z彎=，沿程最系數(shù) 入,求流量 Q。題 5-20 圖題 5-21 圖5-22 自

36、水池中引出一根具有三段不同直徑的水管如圖所示。已知 d=50mm,D=200mm, l=100m, H=12m,局部阻力系數(shù)Z進=，Z閥二，沿程阻力系數(shù) 入，求 管中通過的流量并繪出總水頭線與測壓管水頭線。5-23圖中l(wèi)=75cm, d=2.5cm,u=3.0m/入,Z進=,計算水銀差壓計的水銀 面高差hp,并表示出水銀面高差方向。A* 心，2i_i_i_ir- - li題 5-22 圖rxr題 5-23 圖5-24 如圖所示為一突然擴大的管道，其管徑由di=50mm 突然擴大到d2=100mm,管中通過流量 Q=16m3/h 的水。在截面改變處插入一差壓計，其中充 以四氯化碳(p=1600k

37、g/m3)，讀得的液面高度差 h=173mm。試求管徑突然擴大的 損失系數(shù)，并把測得的結(jié)果與按理論計算的結(jié)果相比較。5-25 計算圖中逐漸擴大管的局部阻力系數(shù)。已知 di=7.5cm, pi=工程大氣壓，d2=15cm, p2=X程大氣壓，l=150cm,流過的水量 Q=56.6L/s題 5-24 圖5-26 測定一蝶閥的局部阻力系數(shù)裝置如圖所示，在蝶閥的上、下游裝設(shè)三個測壓管，其間距 Ii=1m,l2=2m。若圓管直徑 d=50mm,實測i=150cm, 2=125cm,3=40cm，流速u=3m/試求蝶閥的局部阻力系數(shù)Z值。17|t710 i1-h _題 5-26 圖5-27 一圓形橋墩立

38、于水中，橋墩直徑為 0.4m,水深 2m,平均流速 2m/s 試求橋墩受到的水流作用力。(水溫為 20C)5-28 一個直徑 d=1cm，比重為的小球在靜水中下沉，達到等速沉降時速度u0=463m/s,求：(1)等速沉降時小球所受到的繞流阻力D;(2) 繞流阻力系數(shù) CD及雷諾數(shù) Re,(水溫為 20C)題 5-25 圖第六章孔口、管嘴及有壓管道流動6-1 若管嘴出口面積和孔口面積相等，且作用水頭 H 也相等，為什么管嘴出 流量要比孔口出流量大并寫出管嘴收縮斷面處真空高度的表達式。6-2 液流從貯藏箱的垂直側(cè)壁上的小孔口中水平射出，從收縮斷面處量起， 水平射程為x，孔口中心離地高為 y。試用x和 y 來表示出流流速。若貯液箱內(nèi) 液面比孔口中心高出 H，求流速系數(shù)的表達式。習(xí)題 6-26-3 在混凝土壩中設(shè)置一泄水管，如圖所示，管長I 4m，管軸處的水頭H 6m，現(xiàn)需通過流量qv10m3/s，若流量系數(shù)0.82，試決定所需管徑 d，并求管道水流收縮斷面處的真空值。習(xí)題 6-36-4 如題圖所示的水箱用隔板分成左右兩個水箱，隔板上開一直徑di40mm 的薄壁小孔口，水箱底接一直徑d?30mm 的外管嘴，管嘴長I 0.1m，Hi3m。試求在恒定出流時水深H?和水箱出流流量qvi、也。習(xí)題 6-46-5 水從 A 水箱通過直