华中科技大学流体力学第七章_2全解

z 2 2 2 2(y yz z )i (z zx x )j (x 2 xy y 2)k 在此力场中，正压流体和斜压流体是否可以保持静止？说明原因。

uvrr 22 r解：Q f(2y 2z)i (2z 2x)j (x 2xy y 2)k 0固正压流体不能保持静止，斜压流体可以保持静止。

2.2 在自由面以下10m 深处，水的绝对压力和表压分别是多少？假定水的密度为31000kg gm ,大气压为 101kpa 。

解：表压为：Pi P P ogh =1000*9.81=98100pa.绝对压力为：p P ! p 0 =98100+101000=199100pa.2.3 正立方体水箱内空间每边长0.6m,水箱上面装有一根长 30m 的垂直水管，内径为25mm,水管下端与水箱内部上表面齐平，箱底是水平的。

若水箱和管装满水(密度为31000kg gm )，试计算：(1)作用在箱底的静水压力； (2)作用在承箱台面上的力。

gv =1000*9.8*(0.216+0.015)=2264N.解：C 表显示:B 表显示:, 2gh 2 =100+9.81*1*3=139.43kN gm习题二2.1设质量力uur ur uv f ( f)2y 3 2z 3 2z 3 2x 3 2x 3 2y 3解:(1)gh =1000*9.8* ( 30+0.6)=300186pa 2.4 如题图 2.42 2所示，大气压力为 p a =100kN gm ，底部A 点出绝对压力为 130kN gm ，问压力计 B 和压力计C 所显示的表压各是多少?P c P Agh 1=130-9 2.81*1=120.43kN gmP B P A2.5倾斜式微压计由贮液杯和倾斜管组成，如题图2.5所示，贮液杯内自由面上的压力为大气压力P a，斜管接待测压力P（＜P a），若P= P a时斜管中液柱读数为a°,试证明s为斜管的横截面积；s o为贮液杯的横截面积；为斜管的倾斜角。

严新华主编《水力学（修订本）》教材（科技文献出版社2001年版）部分习题参考答案第一章 习题答案1-1 水的运动粘性系数s m /10006.126-⨯=ν；空气的动力粘性系数s Pa ⋅⨯=-51081.1μ。

1-2 活塞移动速度s m V /49.0=。

1-3 动力粘性系数s Pa ⋅=151.0μ。

1-4 2/5.11m N =τ。

1-5 阻力矩m N M ⋅=6.39。

第二章 习题答案2-1（a ）图中2/6.68m KN p A =；绝对压强2/93.169m KN p A='。

（b ）图中22/4.29,0,/6.19m KN p p m KN p A B C -===；绝对压强222/93.71,/33.101,/93.120m KN p m KN p m KN p AB C ='='='。

2-2 20/4900m N p -=；液面真空值20/4900m N p V =。

2-3（1）2/54.115m KN p A ='；2/47.17m KN p A =。

（2）压力表读数m h m KN p M 213.1,/63.92==。

2-4 A 点表压强2/8.9m KN p A -=；液面空气真空度2/6.19m KN p V =。

2-5 m H 40.0=。

2-6 cm h 1284=。

2-7 O H 84.172mmh V =。

2-8 ①2/22.185m KN p p B A =-；②2/42.175m KN p p B A =-。

2-9 ⑴21/86.1m KN p p B A -=-为油时：ρ；⑵21/784.0m KN p p B A -=-为空气时：ρ。

2-10 ⎪⎭⎫⎝⎛-='b a 1ρρ；gH b a p p BA ρ=-。

2-11 241/1084.118m N p ⨯=。

2-12 )/3.101(/84.37822m KN p m KN p a =='取：。

给排水专业2007级《流体力学》试卷(A)1.如图1所示，矩形闸门宽120 cm，长90 cm，闸门顶端悬挂于A点，在自身重量的作用下保持关闭.闸门总重9800 N，重心为G点。

试确定刚使闸门打开的水的高度h。

（12分）2. ⑴已知不可压缩液体平面流动的流速势错误！未找到引用源。

试求其流速分量与流函数，并画出等势线与与等流函数线的示意图。

（8分）⑵已知平面流动流速分布为：错误！未找到引用源。

其中c为常数。

求流线方程并画出若干流线。

(6分)3. 有一消防喷嘴出口如图所示(见图2)。

已知管径错误！未找到引用源。

,错误！未找到引用源。

,流量错误！未找到引用源。

,不计水头损失，求：⑴出口喷嘴连接螺栓所受的总拉力；⑵水流对墙壁的作用力。

（16分）4. 长L = 50 m的自流管（钢管），将自来水池引进吸水井中，然后利用水泵送至水塔（如图3所示）。

已知泵吸水管的直径d = 200 mm ,l = 6 m ,泵的抽水量错误！未找到引用源。

，滤水网的阻力系数错误！未找到引用源。

，弯头阻力系数错误！未找到引用源。

，自流管和吸水管沿程阻力系数错误！未找到引用源。

试求：⑴当水池水面与吸水井的水面高差h不超过2 m时，自流管的直径D（提示：请在钢制规格管内径175mm，200mm，225mm，250mm，275mm中选取。

⑵水泵的安装高度错误！未找到引用源。

时，进口断面A-A处的压强。

（12分）5. 如图4所示具有串联、并联管路的虹吸管，已知求各管段中的流量。

（12分）6. 如图5所示，假设左面为恒定水位的大水池，右边圆柱形水池。

问右边水池水位上升2m需多长时间？已知：错误！未找到引用源。

（10分）7. 一条矩形断面的棱柱形渠道由三段组成：Ⅰ、Ⅲ段为缓坡渠道，Ⅱ段为急坡渠道，各段底宽相同且Ⅰ、Ⅲ段足够长，如图6所示。

已知两连接端面处水深分别为：错误！未找到引用源。

m和错误！未找到引用源。

，第Ⅲ段渠道下游为均匀流，其水深为错误！未找到引用源。

目录第一部分演示实验一、静压传递自动扬水实验 (1)二、水击综合实验 (2)三、流谱流线显示实验（一） (5)四、流谱流线显示实验（二） (7)五、能量方程演示实验 (10)第二部分量测实验一、静水压强量测实验（4台） (13)静水压强量测实验（新）（4台） (15)二、流速量测（毕托管）实验 (20)三、沿程水头损失实验 (24)四、管道局部水头损失实验（4台） (28)五、文丘里流量计及孔板流量计率定实验（4台） (31)文丘里流量计实验（新）（4台） (34)六、孔口与管嘴流量系数验证实验（4台） (37)七、动量方程验证实验（新）（8台） (40)八、雷诺实验（4台）................................................v (43)雷诺实验（新）（4台） (47)九、堰流流量系数的测定实验 (51)十、闸下自由出流流量系数的测定实验 (54)十一、水跃实验 (57)十二、圆柱绕流压强分布测量实验（2台） (61)十三、平板边界层实验（2台） (64)十四、翼型表面压强分布测量实验（2台） (67)十五、气体紊流射流实验（2台） (70)十六、压力传感器的标定实验 (73)十七、热线探头的标定实验 (76)十八圆柱体尾迹速度分布测量实验 (79)附录1：体积法电子流量仪使用方法 (82)附录2：XSJ－39BI型流量数字积算仪瞬时流量的测读方法 (83)第一部分演示实验演示实验一静压传递自动扬水实验（一）实验目的通过演示液体静压传递、能量转换与自动扬水的现象。

可了解流体的静压传递特性、“静压奇观”的工作原理及其产生条件以及虹吸原理等，有利于培养学生的实验观察分析能力、提高学习兴趣。

（二）实验装置本实验的装置如图I-1-1所示。

图I-1-1 静压传递扬水仪实验装置图1．供水管；2．扬水管与喷头；3．上密封压力水箱；4．上集水箱；5．虹吸管；6．逆止阀；7．通气管；8．下水管；9．下密封压力水箱；10．水泵、通气管；11．水泵；12．下集水箱。

华中科技大学流体力学（I ）试卷（A 卷）（闭卷考试）2006年11月3日姓名: 学院： 班级: 学号：一、 基础选答题 （20分） （只有一个最佳答案） 1、温度降低时，汽油的粘性系数（ ）a. 下降b. 升高c. 不确定2、粘性流体沿平面板壁切向流动，321.510/N s m μ-=⨯，离壁面 )(m y 处的速度为：32()42(/)u y y y y m s =++，壁面处的切应力为（ ）2/m N 。

a. -13.6b. 7.510⨯2c. 1.510⨯－33、流体连续方程表示流体运动的 （ ）守恒 a. 动量 b. 能量 c. 质量4、水在圆管中流动，层流或湍流取决于（ ）a. 雷诺数b. 马赫数c. 傅鲁德数 5、文丘里管和皮托管分别用于测量流体的 （ ） a. 速度和流量 b. 流量和速度 c. 压强和流量 6、小扰动在气流中传播，气体的熵 （ ） a. 减少 b. 不变 c. 增加7、超音速气流通过绝热的收缩管道时，气体的滞止温度（ ） a. 增加 b. 减少 c. 不变 8、伯努利方程表示流体 （ ）守恒 a. 能量 b. 动量 c. 质量9. 对总流的两个缓变流截面运用总流伯努利方程时，两截面之间（ ）。

a ．必须都是缓变流 b.必须都是急变流 c.可以有急变流也可有缓变流 10、管道水流在小雷诺数时，管壁粗糙度对能量损失 （ ）a. 很重要b. 不重要c.不确定二、(10分)一质量30 kg M =，底面积10 cm 10 cm A =⨯的滑块在重力的作用下沿一倾斜平面以 1 m/s u =的速度下滑，滑块与倾斜平面之间有一层厚度0.1 mm δ=的油膜，倾斜平面与水平面之间的夹角30θ=。

试确定油膜中油的动力粘度。

三、(10分) 如图所示一水箱，左端为一半球形端盖，右端为一平板端盖。

水箱上部有一注水管，已知h =600mm ，R =150mm 。

求两端盖所受的总压力及其方向。

流体⼒学课后答案第七章1．已知平⾯流场的速度分布为xy x u x +=2，y xy u y 522+=。

求在点（1，-1）处流体微团的线变形速度，⾓变形速度和旋转⾓速度。

解：（1）线变形速度：y x xu x x +=??=2θ 54+=??=xy y u yy θ⾓变形速度：()x y y u x u x y z +=+=222121ε旋转⾓速度：()x y x u x u x y z -=???? ????-??=222121ω将点（1，-1）代⼊可得流体微团的1=x θ，1=y θ；23/z =ε；21/z =ω2．已知有旋流动的速度场为z y u x 32+=，x z u y 32+=，y x u z 32+=。

试求旋转⾓速度，⾓变形速度和涡线⽅程。

解：旋转⾓速度：2121=???? ????-??=z u y u y z x ω 2121=??? ????-??=x u z u z x y ω 2121=???? ????-??=y u x u x yz ω⾓变形速度：2521=+=z u y u y z x ε 2521=??? ????+??=x u z u z x y ε 2521=???? ????+??=y u x u x y z ε由z y x dz dy dxωωω==积分得涡线的⽅程为：1c x y +=，2c x z +=3．已知有旋流动的速度场为22z y c u x +=，0=y u ，0=z u ，式中c 为常数，试求流场的涡量及涡线⽅程。

解：流场的涡量为：0=??-??=zu y u y z x Ω 22z y cz x u z u z x y +=??-??=Ω 22zy cy y u x u x yz +-=??-??=Ω旋转⾓速度分别为：0=x ω222zy czy +=ω 222z y cyz +-=ω则涡线的⽅程为：c dz dy z y +=??ωω即c y dz z dy +-=??可得涡线的⽅程为：c z y =+224．求沿封闭曲线2 22b y x =+,0=z 的速度环量。