流体力学习题解答
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流体力学试题及答案一、选择题1. 在静水中,对于不同形状的物体,哪一项描述是正确的?A. 每个物体受到的浮力相同。
B. 浮力与物体的形状无关。
C. 浮力只与物体的质量有关。
D. 浮力与物体的密度无关。
答案:B. 浮力与物体的形状无关。
2. 当一个物体在液体中浸没时,下列哪一项是正确的?A. 物体受到的浮力等于物体的重力。
B. 物体受到的浮力小于物体的重力。
C. 物体受到的浮力大于物体的重力。
D. 浮力与物体的重力无关。
答案:A. 物体受到的浮力等于物体的重力。
3. 下列关于压强的说法,哪一项是正确的?A. 压强与物体的面积成反比。
B. 压强只与物体的质量有关。
C. 压强与液体的密度无关。
D. 压强与液体的深度成正比。
答案:D. 压强与液体的深度成正比。
4. 当液体从一细管中流出时,根据伯努利定理,下列哪一项是正确的?A. 流速越大,压强越小。
B. 流速越小,压强越小。
C. 流速越大,压强越大。
D. 流速与压强无关。
答案:A. 流速越大,压强越小。
5. 下列哪一项是正确的?A. 黏性流体的黏度随温度而增加。
B. 非黏性流体的黏度随温度而减小。
C. 非黏性流体的黏度随温度而增加。
D. 黏性流体的黏度与温度无关。
答案:C. 非黏性流体的黏度随温度而增加。
二、填空题1. 流量的单位是__________。
答案:升/秒或米^3/秒2. 流体的黏滞系数是_____________。
答案:黏度3. 当一个物体浸没在水中时,所受到的浮力等于所排开的水的__________。
答案:重量或质量4. 斯托克斯定律适用于小颗粒在____________中运动的情况。
答案:黏性流体5. 流体在维持稳定的情况下,其流速越大,压强越__________。
答案:小三、计算题1. 一个球体在液体中的浸没深度为30cm,球的质量为400g,液体的密度为800kg/m^3。
求球受到的浮力大小。
答案:球受到的浮力大小等于所排开的液体的重力大小,即体积乘以液体的密度乘以重力加速度。
第一章 绪论1-1 连续介质假设的条件是什么?答:所研究问题中物体的特征尺度L ,远远大于流体分子的平均自由行程l ,即l/L<<1。
1-2 设稀薄气体的分子自由行程是几米的数量级,问下列二种情况连续介质假设是否成立? (1)人造卫星在飞离大气层进入稀薄气体层时; (2)假象地球在这样的稀薄气体中运动时。
答:(1)不成立。
(2)成立。
1-3 粘性流体在静止时有没有切应力?理想流体在运动时有没有切应力?静止流体没有粘性吗? 答:(1)由于0=dy dv ,因此0==dydvμτ,没有剪切应力。
(2)对于理想流体,由于粘性系数0=μ,因此0==dydvμτ,没有剪切应力。
(3)粘性是流体的根本属性。
只是在静止流体中,由于流场的速度为0,流体的粘性没有表现出来。
1-4 在水池和风洞中进行船模试验时,需要测定由下式定义的无因次数(雷诺数)νUL=Re ,其中U 为试验速度,L 为船模长度,ν为流体的运动粘性系数。
如果s m U /20=,m L 4=,温度由C ︒10增到C ︒40时,分别计算在水池和风洞中试验时的Re 数。
(C ︒10时水和空气的运动粘性系数为410013.0-⨯和410014.0-⨯,C ︒40时水和空气的运动粘性系数为4100075.0-⨯和410179.0-⨯)。
答:C ︒10时水的Re 为:()()72410154.6/10013.04)/(20Re ⨯=⨯⨯==-sm m s m ULν。
C ︒10时空气的Re 为:()()72410714.5/10014.04)/(20Re ⨯=⨯⨯==-sm m s m ULν。
C ︒40时水的Re 为:()()82410067.1/100075.04)/(20Re ⨯=⨯⨯==-sm m s m ULν。
C ︒40时空气的Re 为:()()62410469.4/10179.04)/(20Re ⨯=⨯⨯==-sm m s m ULν。
流体力学习题(含答案)一、单选题(共54题,每题1分,共54分)1.在静止的连通的同一种连续流体内,任意一点的压强增大时,其他各点的压强则( )A、减小B、不一定C、不变D、相应增大正确答案:D2.离心泵在正常运转时,其扬程与升扬高度的大小比较是( )A、扬程>升扬高度B、不能确定C、扬程<升扬高度D、扬程=升扬高度正确答案:A3.启动往复泵前其出口阀必须( )A、微开B、无所谓C、关闭D、打开正确答案:D4.离心泵的工作点是指( )A、由泵的特性曲线所决定的点B、由管路特性曲线所决定的点C、泵的特性曲线与管路特性曲线的交点D、与泵最高效率时对应的点正确答案:C5.旋涡泵常用的调节方法是( )A、改变出口管路中阀门开度B、改变吸入管路中阀门开度C、改变泵的转速D、安装回流支路,改变循环量的大小正确答案:D6.离心泵铭牌上标明的扬程是( )A、最大流量时的扬程B、功率最大时的扬程C、泵的最大量程D、效率最高时的扬程正确答案:D7.测流体流量时,随流量增加孔板流量计两侧压差值将( )A、减少B、增加C、不变正确答案:B8.用离心泵向高压容器输送液体,现将高压容器改为常压容器,其它条件不变,则该泵输送液体流量( ),轴功率()。
A、减小B、增加C、不确定、不变D、增加、增加正确答案:D9.关闭出口阀启动离心泵的原因是( )A、启动电流最小B、轴功率最大C、处于高效区D、能量损失最小正确答案:A10.能自动间歇排除冷凝液并阻止蒸汽排出的是( )A、疏水阀B、安全阀C、止回阀D、减压阀正确答案:A11.输送膏状物应选用( )A、压缩机B、往复泵C、齿轮泵D、离心泵正确答案:C12.在压力单位“m水柱”中,水的温度状态应指( )A、20℃B、0℃C、25℃D、4℃正确答案:D13.采用出口阀门调节离心泵流量时,开大出口阀门扬程( )A、先增大后减小B、不变C、减小D、增大正确答案:C14.流体运动时,能量损失的根本原因是由于流体存在着( )A、黏性B、湍流C、动能D、压力正确答案:A15.经计算某泵的扬程是30m,流量10m3/h,选择下列某泵最合适( )A、扬程32m,流量12.5m3/hB、扬程35m,流量7.5m3/hC、扬程35m,流量15m3/hD、扬程24m,流量15m3/h正确答案:A16.离心泵效率随流量的变化情况是( )A、Q增大,η先增大后减小B、Q增大,η减小C、Q增大,η先减小后增大D、Q增大,η增大正确答案:A17.在一输送系统中,改变离心泵的出口阀门开度,不会影响( )A、泵的特性曲线B、泵的工作点C、管路特性曲线D、管路所需压头正确答案:A18.在①离心泵、②往复泵、③旋涡泵、④齿轮泵中,能用调节出口阀开度的方法来调节流量的有( )A、①③B、①②C、②④D、①正确答案:D19.一定流量的水在圆形直管内呈层流流动,若将管内径增加一倍,产生的流动阻力将为原来的( )A、1/2B、1/8C、1/32D、1/4正确答案:C20.当流量、管长和管子的摩擦系数等不变时,管路阻力近似地与管径的( )次方成反比A、3B、2C、5D、4正确答案:C21.当两个同规格的离心泵串联使用时,只能说( )A、串联泵的工作点处较单台泵的工作点处扬程增大一倍B、串联泵较单台泵实际的扬程增大一倍C、在管路中操作的串联泵,流量与单台泵操作时相同,但扬程增大两倍D、当流量相同时,串联泵特性曲线上的扬程是单台泵特性曲线上的扬程的两倍正确答案:D22.稳定流动是指 ( )A、流动参数与时间变化有关与位置无关B、流动参数与时间和位置变化均无关C、流动参数与时间变化无关与位置有关D、流动参数与时间变化与位置变化都有关正确答案:C23.下列说法正确的是( )A、汽蚀与气缚的现象相同,发生原因不同B、调节离心泵的流量可用改变出口阀门或入口阀门开度的方法来进行C、允许安装高度可能比吸入液面低D、在离心泵的吸入管末端安装单向底阀是为了防止汽蚀正确答案:C24.在完全湍流时(阻力平方区),粗糙管的摩擦系数λ数值( )A、与粗糙度无关B、取决于相对粗糙度C、与光滑管一样D、只取决于Re正确答案:B25.离心泵中Y型泵为( )A、油泵B、多级清水泵C、耐腐蚀泵D、单级单吸清水泵正确答案:A26.通过计算得出管道的直径为50mm,该选用下列哪种标准管( )A、Φ114×4mmB、Φ48×3.5mmC、Φ60×3.5mmD、Φ75.50×3.75mm正确答案:C27.流量调节,往复泵常用( )A、进口阀B、出口阀C、旁路阀D、安全阀正确答案:C28.密度为850kg/m3的液体以5m3/h的流量流过输送管,其质量流量为( )A、170kg/hB、425kg/hC、1700kg/hD、4250kg/h正确答案:D29.泵壳的作用是( )A、将位能转化为动能B、汇集能量C、汇集液体D、汇集热量正确答案:C30.流体在圆形管道中流动时,连续性方程可写为( )A、u2/u1=D1/D2B、u2/u1=(D1/D2)2C、u2/u1=(D2/D1)2D、u2/u1=正确答案:B31.离心泵气蚀余量△h与流量Q的关系为( )。
《流体力学》试题及答案一、选择题(每题5分,共25分)1. 下列哪个选项不属于流体力学的三大基本方程?A. 连续性方程B. 动量方程C. 能量方程D. 牛顿第二定律答案:D2. 在不可压缩流体中,流速和压力之间的关系可以用下列哪个方程表示?A. 伯努利方程B. 欧拉方程C. 纳维-斯托克斯方程D. 帕斯卡方程答案:A3. 下列哪个现象表明流体具有粘性?A. 流体流动时产生涡旋B. 流体流动时产生湍流C. 流体流动时产生层流D. 流体流动时产生摩擦力答案:D4. 在下列哪种情况下,流体的动能和势能相等?A. 静止流体B. 均匀流动的流体C. 垂直下落的流体D. 水平流动的流体答案:C5. 下列哪个因素不会影响流体的临界雷诺数?A. 流体的粘度B. 流体的密度C. 流体的流速D. 流体的温度答案:D二、填空题(每题5分,共25分)6. 流体力学是研究______在力的作用下运动规律的科学。
答案:流体7. 不可压缩流体的连续性方程可以表示为______。
答案:ρV = 常数8. 在恒定流场中,流体质点的速度矢量对时间的导数称为______。
答案:加速度矢量9. 伯努利方程是______方程在不可压缩流体中的应用。
答案:能量10. 流体的湍流流动特点为______、______和______。
答案:随机性、三维性、非线性三、计算题(每题25分,共50分)11. 一个直径为10cm的管道,流体的流速为2m/s,流体的密度为800kg/m³,求管道中流体的流量。
解:流量Q = ρvA其中,ρ为流体密度,v为流速,A为管道截面积。
A = π(d/2)² = π(0.05)² = 0.00785m²Q = 800kg/m³ 2m/s 0.00785m² = 12.44 kg/s答案:管道中流体的流量为12.44 kg/s。
12. 一个直径为20cm的圆柱形储罐,储罐内充满水,水面高度为1m。
流体力学习题库(含答案)一、单选题(共70题,每题1分,共70分)1、低温泵的气相平衡线的作用是防止泵的( )。
A、憋压B、超温C、汽蚀D、汽缚正确答案:D2、若被输送液体的黏度增大时,离心泵的效率( )。
A、减小B、增大C、不变D、不定正确答案:A3、当地大气压为745mmHg测得一容器内的绝对压强为350mmHg,则真空度为( )A、395mmHgB、350mmHgC、410mmHg正确答案:A4、单位质量的流体所具有的( )称为流体的比容。
A、位能B、动能C、体积D、黏度正确答案:C5、喷射泵是利用流体流动时的( )的原理来工作的。
A、动能转化为静压能B、热能转化为静压能C、静压能转化为动能正确答案:C6、机械密封与填料密封相比( )的功率消耗较大。
A、填料密封B、机械密封C、差不多正确答案:A7、下列不属于离心泵的主要构件是 ( )A、泵轴B、泵壳C、叶轮D、轴封装置正确答案:A8、一台离心泵开动不久,泵入口处的真空度正常,泵出口处的压力表也逐渐降低为零,此时离心泵完全打不出水。
发生故障的原因是( )A、吸入管路堵塞B、忘了灌水C、吸入管路漏气D、压出管路堵塞正确答案:A9、某液体在内径为D0的水平管路中稳定流动,其平均流速为u0,当它以相同的体积流量通过等长的内径为D2(D2=D0/2)的管子时,若流体为层流,则压降ΔP为原来的( )倍。
A、32B、8C、4D、16正确答案:A10、造成离心泵气缚原因是( )A、泵不能抽水B、安装高度太高C、入口管路阻力太大D、泵内流体平均密度太小正确答案:D11、离心泵的轴功率N和流量Q的关系为( )A、Q增大,N增大B、Q增大,N先增大后减小C、Q增大,N减小D、Q增大,N先减小后增大正确答案:A12、在静止的连通的同一种连续流体内,任意一点的压强增大时,其他各点的压强则( )A、减小B、不变C、相应增大D、不一定正确答案:C13、往复泵的流量调节采用( )A、出口支路B、出口阀开度C、入口阀开度D、入口支路正确答案:A14、为了防止( )现象发生,启动离心泵时必须先关闭泵的出口阀A、汽蚀B、电机烧坏C、气缚D、叶轮受损正确答案:B15、某泵在运行的时候发现有汽蚀现象应( )A、停泵向泵内灌液B、降低泵的安装高度C、检查进口管路是否漏液D、检查出口管阻力是否过大正确答案:C16、选离心泵是根据泵的( )A、扬程和轴功率选择B、转速和轴功率选择C、轴功率和流量选择D、扬程和流量选择正确答案:D17、流体运动时,能量损失的根本原因是由于流体存在着 ( )。
流体力学复习题2013 制一、填空题1、1mmHO= 9.807 Pa2、描述流体运动的方法有欧拉法和拉格朗日法。
3、流体的主要力学模型是指连续介质、无粘性和不可压缩性。
4、雷诺数是反映流体流动状态的准数,它反映了流体流动时粘性力与惯性力的对比关系。
5、流量Q1和Q2,阻抗为S1和S2的两管路并联,则并联后总管路的流量Q为Q= Q1 + Q2,总阻抗S为__________ 。
串联后总管路的流量Q为Q=Q1=Q2,总阻抗S为S1+S2。
6、流体紊流运动的特征是脉动现行__________ ,处理方法是时均法 __________ 。
7、流体在管道中流动时,流动阻力包括沿程阻力和局部阻力。
&流体微团的基本运动形式有:平移运动、旋转流动和变形运动。
9、马赫数气体动力学中一个重要的无因次数,他反映了惯性力与弹性力的相对比值。
10、稳定流动的流线与迹线重合__________ 。
211、理想流体伯努力方程z R L 常数中,其中z卫称为测r 2g r压管水头12、一切平面流动的流场,无论是有旋流动或是无旋流动都存在流线 ,因而一切平面流动都存在流函数,但是,只有无旋流动才存在势函数。
13、雷诺数之所以能判别卫态__________ ,是因为它反映了惯性力和粘性力 __________ 的对比关系。
14、流体的主要力学性质有粘滞性、惯性、重力匸、表面张力性和压缩膨胀性。
15、毕托管是广泛应用于测量气体和水流一种仪器。
16、流体的力学模型按粘性是否作用分为理想气体和粘性气体。
作用与液上的力包括质量力,表面力。
17、力学相似的三个方面包括几何相似_________ 、运动相似 ________ 与________ 。
18、流体的力学模型是连续介质________ 模型。
2 19、理想气体伯努力方程p (Z1 -Z2)(g)亍中,2P (Z1-Z2)(g)称势压 __________________ ,p ——全2压 ______ ,- P (Z1 - Z2)(g)~2~称总压20、紊流射流的动力特征是 _________ 各横截面上的动量相等 ______ 。
流体力学考试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 流体力学中,流体的基本假设是什么?A. 流体是不可压缩的B. 流体是完全弹性体C. 流体是完全塑性体D. 流体是连续介质答案:D2. 流体静力学中,压力的分布规律是什么?A. 与深度成正比B. 与深度成反比C. 与深度无关D. 与深度的平方成正比答案:A3. 流体的粘性是由什么决定的?A. 温度B. 压力C. 密度D. 以上都是答案:A4. 伯努利方程描述了什么?A. 流体的静压和动压关系B. 流体的压缩性C. 流体的粘性D. 流体的热力学性质答案:A5. 流体的雷诺数是用来描述什么的?A. 流体的密度B. 流体的粘性C. 流体的惯性力与粘性力的比值D. 流体的压缩性答案:C6. 什么是流体的不可压缩性条件?A. 密度不变B. 温度不变C. 压力不变D. 速度不变答案:A7. 流体的连续性方程描述了什么?A. 流体的动量守恒B. 流体的动能守恒C. 流体的质量守恒D. 流体的热能守恒答案:C8. 流体的湍流与层流的区别是什么?A. 湍流有粘性,层流没有B. 湍流是有序的流动,层流是无序的C. 湍流是无序的流动,层流是有序的D. 湍流和层流都是有序的流动答案:C9. 流体的边界层厚度与什么有关?A. 流体的密度B. 流体的速度C. 流体的粘性D. 流体的压缩性答案:C10. 什么是流体的临界雷诺数?A. 流体开始流动的雷诺数B. 流体从层流转变为湍流的雷诺数C. 流体达到最大速度的雷诺数D. 流体达到最大压力的雷诺数答案:B二、简答题(每题10分,共30分)1. 简述流体力学中的纳维-斯托克斯方程及其物理意义。
答案:纳维-斯托克斯方程是描述流体运动的基本方程,它将流体的动量守恒定律与流体的粘性联系起来。
方程表明,流体的加速度不仅与压力梯度有关,还与粘性力有关。
物理意义上,它描述了流体内部的动量传递过程。
2. 描述流体的粘性对流动的影响。
答案:流体的粘性对流动有显著影响。
流体力学试题库(含参考答案)一、单选题(共70题,每题1分,共70分)1、离心泵的扬程是指()A、从泵出口到管路出口间的垂直高度,即压出高度B、IN液体经泵后获得的能量C、Ikg液体经泵后获得的能量D、液体的升扬高度正确答案:B2、采用出口阀门调节离心泵流量时,开大出口阀门扬程()A、增大B、不变C、先增大后减小D、减小正确答案:D3、试比较离心泵下述三种流量调节方式能耗的大小:①阀门调节(节流法);②旁路调节;③改变泵叶轮的转速或切削叶轮()A、②>③>①B、①>③>②C、②>①〉③D、①>②>③正确答案:C4、某气体在等径的管路中作稳定的等温流动,进口压力比出口压力大,则进口气体的平均流速()出口处的平均流速A^不能确定B、大于C、等于D、小于正确答案:D5、8B29离心泵()A、流量为29m3∕h,效率最高时扬程为8mB、泵吸入口直径为8cm,效率最高时扬程约为29mC、效率最高时扬程为29m,流量为8D、泵吸入口直径为20Omnb效率最高时扬程约为29m正确答案:D6、影响流体压力降的主要因素是()A、流速B、密度C、压力D、温度正确答案:A7、下列流体输送机械中必须安装稳压装置和除热装置的是()A^旋转泵B、离心泵C、往复泵D、往复压缩机正确答案:D8、离心泵的特性曲线不包括()A、流量功率线B、功率扬程线C、流量扬程线D、流量效率线正确答案:B9、转子流量计的设计原理是依据()A、流动的速度B、液体对转子的浮力C、流体的密度D、流动时在转子的上、下端产生了压强差正确答案:D10、泵若需自配电机,为防止电机超负荷,常按实际工作的()计算轴功率N,取(1.1-1.2)N作为选电机的依据。
A、最小流量B、最大扬程C、最小扬程D、最大流量正确答案:D11、下列四种流量计,哪种不属于差压式流量计的是()A、文丘里流量计B、喷嘴流量计C、孔板流量计D、转子流量计正确答案:D12、升高温度时,液体的黏度将(),而气体的黏度将减小。
2.在现实生活中可视为牛顿流体的有水 和空气 等。
3.流体静压力和流体静压强都是压力的一种量度。
它们的区别在于:前者是作用在某一面积上的总压力;而后者是作用在某一面积上的平均压强或某一点的压强。
4.均匀流过流断面上压强分布服从于水静力学规律。
5.和液体相比,固体存在着抗拉、抗压和抗切三方面的能力。
7.流体受压,体积缩小,密度增大 的性质,称为流体的压缩性 ;流体受热,体积膨胀,密度减少 的性质,称为流体的热胀性 。
8.压缩系数β的倒数称为流体的弹性模量 ,以E 来表示12.液体静压强分布规律只适用于静止、同种、连续液体。
13.静止非均质流体的水平面是等压面,等密面和等温面。
14.测压管是一根玻璃直管或U 形管,一端连接在需要测定的容器孔口上,另一端开口,直接和大气相通。
16.作用于曲面上的水静压力P 的铅直分力z P 等于其压力体内的水重。
17.通过描述物理量在空间的分布来研究流体运动的方法称为欧拉法。
18. 流线不能相交(驻点处除外),也不能是折线,因为流场内任一固定点在同一瞬间只能有一个速度向量,流线只能是一条光滑的曲线或直线。
20.液体质点的运动是极不规则的,各部分流体相互剧烈掺混,这种流动状态称为紊流。
21.由紊流转变为层流的临界流速k v 小于 由层流转变为紊流的临界流速k v ',其中kv '称为上临界速度,k v 称为下临界速度。
23.圆管层流的沿程阻力系数仅与雷诺数有关,且成反比,而和管壁粗糙无关。
25.紊流过渡区的阿里特苏里公式为25.0)Re68(11.0+=d k λ。
26.速度的大小、方向或分布发生变化而引起的能量损失,称为局部损失。
29.湿周是指过流断面上流体和固体壁面接触的周界。
31.串联管路总的综合阻力系数S 等于各管段的阻抗叠加。
32.并联管路总的综合阻力系数S 与各分支管综合阻力系数的关系为3211111s s s s++=。
管嘴与孔口比较,如果水头H 和直径d 相同,其流速比V孔口/V 管嘴等于82.097.0,流量比Q 孔口/Q 管嘴等于82.060.0。
33.不可压缩流体的空间三维的连续性微分方程是0=∂∂+∂∂+∂∂zu y u x u zy x 。
34.1=M 即气流速度与当地音速相等,此时称气体处于临界状态。
36.气体自孔口、管路或条缝向外喷射 所形成的流动,称为气体淹没射流。
37.有旋流动是指流体微团的旋转角速度在流场内不完全为零 的流动。
38.几何相似是指流动空间几何相似。
即形成此空间任意相应两线段夹角相同,任意相应线段长度保持一定的比例 。
39.因次是指物理量的性质和类别。
因次分析法就是通过对现象中物理量的因次以及因次之间相互联系的各种性质的分析来研究现象相似性的方法。
他是一方程式的因次和谐性为基础的。
二、判 断 题3.静止液体自由表面的压强,一定是大气压。
错 4.静止液体的自由表面是一个水平面,也是等压面。
对6.当相对压强为零时,称为绝对真空。
错7.某点的绝对压强小于一个大气压强时即称该点产生真空。
对8.流场中液体质点通过空间点时,所有的运动要素不随时间变化的流体叫恒定流。
对9.恒定流时,流线随的形状不随时间变化,流线不一定与迹线相重合。
错10.渐变流过水断面上动水压强的分布规律可近似地看作与静水压强分布规律相同。
对 14.随流动雷诺数增大,管流壁面粘性底层的厚度也愈大。
错 15.水泵的扬程就是指它的提水高度。
错16.管嘴出流的局部水头损失可有两部分组成,即孔口的局部水头损失及收缩断面出突然缩小产生的局部水头损失。
错17.当流速分布比较均匀时,则动能修正系数的值接近于零。
错 18.流速分布越不均匀,动能修正系数的值越小。
错 21.为了减少摩擦阻力,必须把物体做成流线型。
错22.在研究紊流边界层的阻力特征时,所谓粗糙区是指粘性底层的实际厚度Δ小于粗糙高度。
对四、计 算 题2. 有一矩形底孔闸门,高3h =m ,宽 2b =m ,上游水深 16h =m 下游水深25h =m 。
试用图解法及解析法求作用于闸门上的水静压力及作用点[解]A h A h P P P c c ⋅'⋅-⋅⋅=-=γγ下上)5.35.4(6807.9-⨯=59=kN 作用于闸门中心图解h b A h h P ⋅⋅=⋅-⋅=γγ)(219.807659=⨯=kN3. 宽为1m ,长为AB 的矩形闸门,倾角为︒45,左侧水深 13h =m ,右侧水深 22h =m 。
试用图解法求作用于闸门上的水静压力及其作用点[解] 压强分布图略,根据图计算如下:22121211sin 45sin 4522P P P h h γγ=-=⋅︒-⋅︒ 2211119.80739.80722222=⨯⨯-⨯⨯62.327.6534.65=-=kN1122D P y P y P y ⋅=⋅-⋅1122D P y P y y P ⋅-⋅=122262.327.65(2)3245324534.65h h ⨯⨯-⨯++⨯︒⨯︒=762.32227.652334.65⨯-⨯=17691 2.4634.65-==m5. 有一圆滚门,长度10l =m ,直径 4D =m ,上游水深 14H =m ,下游水深22H =m ,求作用于圆滚门上的水平和铅直分压力。
[解]2221211()2x P P P l H H γ=-=⋅⋅- 2219.80710(42)2=⨯⨯⨯-590=kN234z P V A l R l γγγπ=⋅=⋅⋅=⋅⋅⋅⋅39.8074104π=⨯⨯⨯920=kN6. 一弧形闸门AB ,宽4b =m ,圆心角 ︒=45ϕ,半径 2r =m ,闸门转轴恰与水面齐平,求作用于闸门的水静压力及作用点。
[解] 2sin =⋅=ϕγh21449.80739.22x P h b γγ=⋅⋅==⨯=kNz P V b γγ=⋅=⋅⨯面积()b γ=⨯⨯-扇形面积三角形面积2211()9.8074(1)822b r h πγπ=⨯⋅-=⨯⨯-22.4=kN2245.2x z P P P =+=kN7. 油沿管线流动,A 断面流速为2m/s ,不计损失,求开口C 管中的液面高度。
[解] 2)1.015.0()(22⨯=⋅=A B A B v d d v 4.5=m/s通过B 断面中心作基准面,写A 、B 两断面的能能量方程:025.40225.12.122+++=++gp g γ2212.7(2 4.5)2pgγ=+- 2.70.83=-1.86=m8. 用水银比压计量测管中水流,过流断面中点流速u 如图。
测得A 点的比压计读数60h ∆=mm 汞柱。
(1)求该点的流速u ;(2)若管中流体是密度为0.8g/cm 3的油,h ∆仍不变,该点流速为若干,不计损失。
[解] γγA Bp g u p =+22h p p g u B A ∆⋅-=-=)(212γγγγγ当管中通水时:h h ∆⨯=∆⋅-6.121γγγ 212.629.80712.60.06 3.85u g h =⨯⨯⨯∆=⨯⨯⨯=m/s当管中通油时:h h ∆⨯=⨯⨯-=∆⋅-16807.98.0807.98.04.1331γγγ 21629.807160.06 4.31u g h =⨯⨯⨯∆=⨯⨯⨯=m/s10. 直径为1700d =mm 的管道在支承水平面上分支为2500d =mm 的两支管,A-A 断面压强为70kN/m 2,管道流量0.6Q =m 3/s ,两支管流量相等:(1)不计水头损失,求支墩受水平推力。
(2)水头损失为支管流速水头的5倍,求支墩受水平推力。
不考虑螺栓连接的作用。
[解]11210.6 1.56(0.7)4Q v A π===⨯m/s 22220.31.53(0.5)4Q v A π===⨯m/sg vp g v p 22222211+=+γγγγγγ1221222112253.1256.122p g g p g v g v p p ≈-+=-+= 2170p p ==kN/m 2写能量方程式:Rx v Q A p v Q A p +︒⨯+⨯=+30cos )(222221111ρρ ︒⨯+⨯-+=30cos )(22222111v Q A p v Q A p Rx ρρ]53.13.01000)7.0(470000[356.16.01000)7.0(47000022⨯⨯+⨯-⨯⨯+⨯=ππ30801393219 3.219N =+==kN当记入损失时:gv g v p g v p 252222222211++=+γγ 264.15p =kN/m 2同理35.24Rx =kN11.油在管中以1v =m/s 的速度流动,油的密度920ρ=kg/m 3,3l=m ,25d =mm 水银压差计测得9h =cm ,试求(1)油在管中的流态(2)油的运动粘滞系数υ(3)若保持相同的平均流速反向流动,压差计的读数有什何变化[解] (1)若为层流:22v d l h f ρλ⋅⋅=264)(2v d l d v g h ⋅⋅⋅⋅=⋅-⋅ρυρρ油汞22320.09(13600920)9.807l v d υ⋅⋅⋅-⨯=23231920(0.025)υ⨯⨯⨯⨯=2440.09126809.8(2.5)100.7910323920γ--⨯⨯⨯⨯==⨯⨯⨯m 2/s校核是否为层流 3161079.0025.01Re 4=⨯⨯==-υvd所以为层流。
(3)若倒流:则下端压强大于上端压强,h 仍为9cm 。
12.油的流量77Q =cm 3/s ,流过直径6d=mm 的细管,在2l =m 长的管段两端水银压差计读数30h =cm ,油的密度900ρ=kg/m 3,求油的μ和υ值。
[解] 设若为层流 2772.720.785(0.6)v ==⨯m/s 22f l v p d ρλ⋅=⋅⋅2()2vl h g d ρρρλ⋅⨯-⨯=⋅⋅油汞油260.3127009.8(0.006)8.610232900 2.72υ-⨯⨯⨯==⨯⨯⨯⨯m 2/s638.6109007.7510μυρ--=⋅=⨯⨯=⨯Pas验证:62.720.006Re 189720008.610u dυ-⋅⨯===〈⨯故为层流。
13. 水箱侧壁接出一根由两段不同的管径所组成的管道。
已知1150d =mm ,275d =mm ,50l =m ,管道的当量糙度0.6K =mm ,水温为20o C 。
若管道的出口流速22v =m/s ,求(1)水位H 。
(2)绘出总水头线和测压管水头线。
[解](1)2222175()2()0.5150d v v d ==⨯=1m/s1160.50.15Re 742571.0110v d υ-⋅⨯===⨯12260.50.15Re 742571.0110v d υ-⋅⨯===⨯2 10.6()0.004150K d ==20.6()0.00875K d ==由叶迪图可知0.03λ=1;0.037λ=2221122121222l v l v h d g d gλλ=⋅⋅+⋅⋅f 2250(0.5)5020.030.0370.1520.0752g g=⨯⨯+⨯⨯ 0.1275 5.03 5.16=+= m0.5λζ= 0.5]0.375ζ=⨯⨯=221油2A 75[1-()]=0.5[1-()A 15022120.50.3750.006370.080.08622m v v h g g=⋅+⋅=+=220.2 5.160.086 5.442f m v H h h g=++=++=210.012752v g =m ; 220.22v g=m (2)水头线略。