华南理工大学2009年流体力学习题及参考答案
2009年华南理工大学807水力学考研试题
807
华南理工大学 2009 年攻读硕士学位研究生入学考试试卷
(请在答题纸上做答,试卷上做答无效,试后本卷必须与答题纸一同交回) 科目名称:水力学 适用专业:水力学及河流动力学 共 一. 判断题(每题 2 分,共 10 题) 1. 粘滞性是液体的流动性质,由流动状态决定。 2. 静止液体内部各点的测压管水头相等。 3. 恒定均匀流各点的运动要素在时间和空间上都无变化。 4. 在恒定均匀流中,水头损失与速度大小成正比。 5. 按长管考虑的并联管道中,各支管的沿程水头损失与管长成正比。 6. 液体总由压强大的地方向压强小的地方流动。 7. 作用水头相同时,孔口的过流量要比相同直径管嘴的过流量大。 8. 渗透系数的大小主要取决于流体的种类和温度。 9. 绝对压强恒为正值,相对压强可正可负。 10. 流线可以是直线、折线或曲线。 ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) 页
a 0 8
b 4 8
ห้องสมุดไป่ตู้
c 10 4
d 50 4
e 52 5
f 58 5
h1 A a b c P1 d e f h2
计算题 5
第
6
页
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B h1 h3 A 作图题 1
C
h2
D
第
3
页
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2. 定性绘出图示恒定有压管的总水头线和测压管水头线。
V1≈0 V2≈0 V3≈0
作图题 2
3. 定性绘出图示足够长棱柱体渠道水面线,标明线型。
i1<ik i1<i2<ik i3>ik 作图题 3
流体力学习题及答案
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。
(完整版)流体力学作业试题库及答案
第一章 绪论思考题1-1 何谓流体连续介质模型?含有气泡的液体是否适用连续介质模型? 答:所谓流体的连续介质模型,即把流体视为没有间隙地由流体质点充满它所占据的整个空间的一种连续介质其物理性质和物理量也是连续的。
若气泡相对于液体而言可以看作孤立的点的话,则含有气泡的液体可以适用连续介质模型。
习题11-3 如题图所示,设平行板间隙为0.5mm ,中间充满液体,上板以U =0.25m/s 的速度平移,施于单位面积的力为2Pa ,试求液体的粘度为多少?解:YU dy du A F μμτ===液体粘度s Pa AU FY ⋅⨯=⨯⨯==--3310425.0105.02μ1-4 求题图所示的轴与轴套之间的流体粘度。
解:s Pa dLU FY dLA Y U dy du A F ⋅=⨯⨯⨯⨯⨯⨯==⇒====--0648.0493.010)140120(14.3102.034.863πμπμμτ第二章 流体静力学习题22-5 用多管水银测压计测压,,题图中标高的单位为m ,试求水面的压强p 0。
解:Pam g m g p pap m m g p p m m p p m m g p p m m g p p D D CC B B A A 5001065.29.298002.21334169.22.20)2.13.2()2.15.2(g )4.15.2()4.10.3(⨯=⨯-⨯=⨯-⨯=⇒⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧=-+=--=-+=-+=水汞汞水汞水ρρρρρρ2-9 一盛水的敞口容器作加速运动,试求下列两种情况下容器内静压强的分布规律:(1)自由降落;(2)以等加速度a 向上运动。
解:h a g p p )sin (0αρ++=(1)0,900=∴=︒-=p p 相对压强α(2))(,900a g h p p p p a a ++=∴=︒=ρα绝对压强2-12 试求开启题图所示水闸闸门所需的单宽拉力F 。
不计闸门自重及转轴摩擦力。
流体力学的题目及答案
C (c) 盛有不同种类溶液的连通器DC D水油BB (b) 连通器被隔断AA(a) 连通容器1. 等压面是水平面的条件是什么?2. 图中三种不同情况,试问:A-A 、B-B 、C-C 、D-D 中哪个是等压面?哪个不是等压面?为什么?3 已知某点绝对压强为80kN/m 2,当地大气压强p a =98kN/m 2。
试将该点绝对压强、相对压强和真空压强用水柱及水银柱表示。
4. 一封闭水箱自由表面上气体压强p 0=25kN/m 2,h 1=5m ,h 2=2m 。
求A 、B 两点的静水压强。
速?答:与流线正交的断面叫过流断面。
过流断面上点流速的平均值为断面平均流速。
引入断面平均流速的概念是为了在工程应用中简化计算。
8.如图所示,水流通过由两段等截面及一段变截面组成的管道,试问:(1)当阀门开度一定,上游水位保持不变,各段管中,是恒定流还是非恒定流?是均匀流还是非均匀流?(2)当阀门开度一定,上游水位随时间下降,这时管中是恒定流还是非恒定流?(3)恒定流情况下,当判别第II 段管中是渐变流还是急变流时,与该段管长有无关系?9 水流从水箱经管径分别为cmd cm d cm d 5.2,5,10321===的管道流出,出口流速sm V /13=,如图所示。
求流量及其它管道的断面平均流速。
解:应用连续性方程(1)流量:==33A v Q 4.91s l /103-⨯(2) 断面平均流速s m v /0625.01=,s m v /25.02= 。
10如图铅直放置的有压管道,已知d 1=200mm ,d 2=100mm ,断面1-1处的流速v 1=1m/s 。
求(1)输水流量Q ;(2)断面2-2处的平均流速v 2;(3)若此管水平放置,输水流量Q 及断面2-2处的速度v 2是否发生变化?(4)图a 中若水自下而上流动,Q 及v 2是否会发生变化?解:应用连续性方程 (1)4.31=Q s l / (2)s m v /42= (3)不变。
华南理工化原09
2009 年攻读硕士学位研究生入学考试试卷参考答案一、填空、选择题(50分)1、某设备内真空表的读数为375mmHg,其绝压等于0.0513MPa,(设当地的大气压为1.013×105Pa)。
2、流体在圆管内作层流流动时,其流体阻力损失与管内流速u一次方成正比。
3、边长为0.5m的正方形通风管,该管道的当量直径为0.5m。
4. 离心泵在管路系统中工作时,其工作点是由离心泵的特性曲线和管路的_特性曲线_共同确定。
5. 其他条件不变,被输送流体的温度提高,离心泵的允许安装高度_下降;提高上游容器的操作压强,离心泵允许安装高度__降低_。
6. 球形颗粒在20ºC空气中沉降(设沉降过程符合stocks定律),其他条件不变,空气温度上升时,沉降速度将_降低_; 若该颗粒在水中沉降,当水温升高,其沉降速度将_增加_。
7. 用压滤机分离悬浮物,忽略过滤介质阻力,滤饼不可压缩。
过滤时间增加一倍,滤液量增加到原来的_根号2倍___;过滤面积增加一倍,滤液量增加至_2倍_。
8. 有一套管换热器。
环隙中1200C饱和水蒸气冷凝加热小管内空气,空气呈湍流流动状态,其对流传热系数为70 W⋅m-2⋅℃-1,若将上述套管中空气流量增大一倍,其他条件和物性基本保持不变,此时,套管的总传热系数约等于_70的0.8次方__ W⋅m-2⋅℃-1。
上述套管换热器内管壁温度接近于____70__ oC。
9.为了减少高温物体热辐射损失,往往在高温物体周围设置热屏障,热屏障材料的黑度减小,则热辐射损失增加10、当管子由水平放置改为垂直放置,其他条件不变,其能量损失C。
A. 增大B. 减小C. 不变D. 不确定11、并联管路的阻力损失等于C。
A. 各并联支管损失之和B. 各并联支管阻力损失的平均值C. 任一并联支管的阻力损失D. 不确定12.传热速率方程中的传热面积与热流方向B;A.相互平行;B. 相互垂直; C. 斜交; D.相对位置不确定13.一台换热器,管内、管外的对流传热系数分别为60 W⋅m-2⋅℃-1和10000 W⋅m-2⋅℃-1,换热管为φ25×1.5mm的紫铜管,若污垢热阻不计,则该换热器的控制热阻约为D m2.0C.W-1。
大学科目《流体力学》习题及答案
一、选择题1.按连续介质的概念,流体质点是指A .流体的分子; B. 流体内的固体颗粒; C . 无大小的几何点; D. 几何尺寸同流动空间相比是极小量,又含有大量分子的微元体。
2.作用在流体的质量力包括A. 压力;B. 摩擦力;C. 重力;D. 惯性力。
3.单位质量力的国际单位是:A . N ; B. m/s ; C. N/kg ; D. m/s 2。
4.与牛顿内摩擦定律直接有关系的因素是A. 切应力和压强; B. 切应力和剪切变形速率; C. 切应力和剪切变形。
5.水的粘性随温度升高而A . 增大; B. 减小; C. 不变。
6.气体的粘性随温度的升高而 A. 增大;B. 减小;C. 不变。
7.流体的运动粘度υ的国际单位是A. m 2/s ;B. N/m 2 ; C. kg/m ;D. N ·s/m2 8.理想流体的特征是A. 粘度是常数;B. 不可压缩;C. 无粘性; D. 符合pV=RT 。
9.当水的压强增加1个大气压时,水的密度增大约为A. 200001; B. 100001;C. 40001 。
10.水力学中,单位质量力是指作用在A. 单位面积液体上的质量力;B. 单位体积液体上的质量力; C. 单位质量液体上的质量力;D. 单位重量液体上的质量力 11.以下关于流体粘性的说法中不正确的是A. 粘性是流体的固有属性;B. 粘性是在运动状态下流体具有抵抗剪切变形速率能力的量度C. 流体的粘性具有传递运动和阻滞运动的双重作用;D. 流体的粘性随温度的升高而增大。
12.已知液体中的流速分布µ-y 如图所示,其切应力分布为 A.τ=0;B.τ=常数; C. τ=ky (k 为常数)。
13.以下关于液体质点和液体微团的正确论述是A. 液体微团比液体质点大;B. 液体微团包括有很多液体的质点; C. 液体质点没有大小,没有质量;D. 液体质点又称液体微团。
14.液体的汽化压强随温度升高而 A. 增大;B. 减小;C. 不变;15.一封闭容器盛以水,当其从空中自由下落时(不计空气阻力),其单位质量力为 A. 0 ; B. -g ; C. mg ;D. –mg 。
2009+高等流体力学考题参考答案
2009+高等流体力学考题参考答案2009 高等流体力学考题答案1.写出下列各量的数学表达式:(1)单位时间内流过以n为法向的面积元dA的流体体积流量( v.n dA )(2)Δt时间内经固定不动空间v的表面S净流入v内的质量(sv nds ρ-⋅⎰u u r u u rΔt )(3)流体体积v内的动量,动能的随体导数(2,2v vD D vvd dDt Dtρτρτ⎰⎰u u r)2.正交直角坐标系与正交曲线坐标系的主要差别是什么:a----- 正交直角坐标系的基向量i,j,k不随位置而变,正交曲线坐标系的基向量e1,e2,e3可能随位置而变。
b.---- 正交直角坐标系x,y,z的量纲均为长度,正交曲线坐标系q1,q2,q3的量纲不一定均为长度。
如果柱坐标的三个单位向量是r,θ,z ; 正交直角坐标系的三个单位向量是 i,j,k 则如果球坐标的三个单位向量是R,θ,ε ; 正交直角坐标系的三个单位向量是 i,j,k 则cos sin sin cos cos sin sin cos r z r ze i je i j e k i e e j e e k e ϑϑϑϑϑϑϑϑϑϑϑ=+=-+==-=+=r r rr r rr r r r r r r r r r sin cos sin cos cos cos sin sin sin cos cos sin R e i ke i j k e i j j ϑεϑεϑϑεϑεϑεεϑε=++=+-=-+r r rr r r rr r rrcos sin cos sin sin sin cos sin cos sin cos cos R R R i e e e j e e e k e e εϑεϑϑϑϑεεϑεϑεεϑϑε=+-=++=-r r r r r r r r r r r 3. 试证明两种不同密度(ρ1,ρ2)不相混合的流体平衡时,其分界面与质量力垂直。
2009+高等流体力学考题参考答案
2009 高等流体力学考题答案1.写出下列各量的数学表达式:(1)单位时间内流过以n为法向的面积元dA的流体体积流量(v.n dA )(2)Δt时间内经固定不动空间v的表面S净流入v内的质量(sv nds ρ-⋅⎰Δt )(3)流体体积v内的动量,动能的随体导数(2,2v vD D vvd dDt Dtρτρτ⎰⎰ )2.正交直角坐标系与正交曲线坐标系的主要差别是什么:a----- 正交直角坐标系的基向量i,j,k不随位置而变,正交曲线坐标系的基向量e1,e2,e3可能随位置而变。
b.---- 正交直角坐标系x,y,z的量纲均为长度,正交曲线坐标系q1,q2,q3的量纲不一定均为长度。
如果柱坐标的三个单位向量是r,θ,z ; 正交直角坐标系的三个单位向量是 i,j,k 则如果球坐标的三个单位向量是R,θ,ε ; 正交直角坐标系的三个单位向量是 i,j,k 则3. 试证明两种不同密度(ρ1,ρ2)不相混合的流体平衡时,其分界面与质量力垂直。
先证明分界面是等压面,再由流体平衡时满足的方程就可得出此结论。
4.设有平面曲线坐标系ξ=x 2-y 2(1)η=2xy (2)试问:(1)是否是正交曲线坐标系?(2)拉梅系数为多少? 因grad ξ.grad η=0,所以此曲线坐标系为正交曲线坐标系。
5. 给定质量力场f x =y 2+2ayz+z 2 f y =z 2+2bzx+x 2 f z =x 2+2cxy+y 2问a,b,c 为何值时,流体可以平衡。
a=b=c=1/26. 注明以下方程满足的条件:(1) 连续性方程:div(ρv )=0 ( 定常流动 ) (2) 运动方程:ρpt ∇-=∇•+∂∂f v v v )( ( 理想流体 ) (3) f =ρp∇ ( 流体平衡 )(4)ρpt ∇-=∇•+∂∂f v v v )(+ν△v ( 不可压粘性流体 )(5)(V ·▽) V=▽(V 2/2)- V ×rot V ( 恒等式 )7. 已知用拉格朗日变数表示的速度场为 u=(a+1)et-1 v=(b+1)et-1式中a,b是t=0时刻该流体质点的直角座标值。
华科 流体力学-参考试题及解答4
参考试题4注:水密度31000kg /m ρ=,空气绝热指数 1.4γ=,空气气体常数287 J/(kg K)R =⋅,重力加速度29.8m/s g =。
一.圆柱体外径d = 2m ,长L = 5m ,放置在与水平面成60°的斜面上(如图所示),求圆柱体所受静水总压力及其与水平面所成的角度。
(14分)二.如图所示,两股速度同为V 的圆截面水射流汇合后成伞状体散开。
假设两股射流的直径分别为1d 和2d ,并且不计重力影响,试求散开角θ与1d 和2d 之间的关系;又如果127.0d d =,试计算散开角θ。
(13分)三.如图所示为串联、并联管路系统,已知H =40m, L 1 =200m, L 2 =100m, L 3 =500m, d 1 =0.2m, d 2 =0.1m, d 3 =0.25m,λ 1 =λ 2 =0.02,λ 3 =0.025。
按长管计算,求各管段中的流量。
(13分)四.将一个沿x 轴正方向,速度15 m/s V =的直线均匀流与一个位于坐标原点的点涡叠加,已知在叠加后的势流中点(0, 1)是驻点,试求点涡的强度Γ。
(13分)五.长 1.22 m l =,宽1.22 m b =的平板沿长度方向顺流放置在空气气流中,气流速度 3.05m/s U =,空气运动粘度20.149cm /s ν=,密度31.2kg/m ρ=。
假设边界层临界雷诺数5510xc Re =⨯,试计算平板双面的总摩擦阻力D F 。
(10分)提示:层流边界层和湍流边界层的摩擦阻力系数分别为1/21.328L f l C Re -=,1/50.074T f lC Re -=六.如图所示,密度为ρ,动力粘度为μ的流体在相距h 的大平板之间做定常运动,板与水平面的夹角为θ 。
假设上板运动速度为1U ,下板运动速度为2U ,流体中压强沿x 方向不变,试在图示坐标系下导出流体速度分布的表达式。
(13分) 提示:平面定常流动的N-S 方程为22221x u u p u u u v f x y x x y μρρ⎛⎫∂∂∂∂∂+=-++ ⎪∂∂∂∂∂⎝⎭22221y v v p v v u v f x y y x y μρρ⎛⎫∂∂∂∂∂+=-++ ⎪∂∂∂∂∂⎝⎭七.滞止温度0296 K T =,滞止压强50410 Pa p =⨯的超声速空气流进入拉伐尔(缩放)喷管,喷管最小截面积220 cm A *=,假设管内无激波,流动等熵,出口截面马赫数Ma = 0.52。
2009华南理工材力试题(机)
华南理工大学 2009 年攻读硕士学位研究生入学考试试卷(请在答题纸上做答,试卷上做答无效,试后本卷必须与答题纸一同交回) 科目名称:材料力学(机)适用专业:化工过程机械,安全技术及工程,油气储运工程一、 选择题,请将答案代号填在答题纸上(每题3分,共27分) 1 下列结论中哪些是正确的:(1)应变分为线应变ε和角应变γ; (2)应变为无量纲量;(3)若物体内的各部分均无变形,则物体内各点的应变均为零; (4)若物体内各点的应变为零,则物体无位移。
(A )(1),(2),(4); (B )(1),(3),(4); (C )(1),(2),(3); (D )全对2 变截面杆AB ,长为L ,厚度为δ,顶端和底端的宽度分别为2a 和2b ,如图1-1所示,设杆件的密度为ρ,则下列结论中 正确的是:(1)A 端处的轴力N A =0;(2)B 端处的轴力N B =−ρg δ()L b a +; (3)截面C 处的轴力为N C =−2ρg δ(ax +22x La b -) (A )(1),(2); (B )(1),(3); (C )(2),(3); (D )全对3 折杆ABC ,A 端固定,C 端受集中力P x 和P z 作用,如图1-2所示,下列结论中正确 的是:(1)折杆任一横截面上的剪力均相同; (2)折杆任一横截面上均有弯矩;(3)杆AB 的横截面上有扭矩,杆BC 的横截面上有轴力。
(A )(1),(2); (B )(2),(3); (C )(1),(3); (D ) 全对4 如图1-3所示,空心圆轴的内径为d ,外径为D ,5.0=Dd,圆轴两端受扭转力偶作用,轴内最大剪应力为τ,若D a 15.0=,则横截面上A 点处的剪应力为: (A )0.9τ; (B )0.8τ; (C )0.7τ; (D )0.6τ5 外伸梁受载情况如图1-4,以下结论中不正确的是: (A )两个支座的反力均为R=qa 3 (↑); (B ))qa Q 2max =; (C )2max 21qa M =; (D )在中央截面处0=Q 6 以下说法正确的是:(1) 若将所加的载荷去掉,试件的变形不能完全消失,则残留的变形称为残余变形,或永久变形,或塑性变形。
流体力学与传热A(附详细答案)
,考试作弊将带来严重后果!华南理工大学期末考试《 流体力学与传热 》试卷1. 考前请将密封线内填写清楚;所有答案请直接答在试卷上(或答题纸上); .考试形式:闭卷;、 流体在圆形管道中作完全湍流流动,如果只将流速增加一倍,阻力损失为原来的 4倍;如果只将管径增加一倍而流速不变,则阻力损失为原来的 1/2 倍。
、离心泵的特性曲线通常包括 H-Q 曲线、 N-Q 和 η-Q 曲线等。
、气体的粘度随温度升高而 增加 ,水的粘度随温度升高而 降低 。
、测量流体体积流量的流量计有 转子流量计 、 孔板流量计 和 涡轮流量计。
、(1)离心泵最常用的调节方法是 B(A ) 改变吸入管路中阀门开度 (B ) 改变压出管路中阀门的开度(C ) 安置回流支路,改变循环时的大小 (D ) 车削离心泵的叶轮2)漩涡泵常用的调节方法是 B(A ) 改变吸入管路中阀门开度(B ) 安置回流支流,改变循环量的大小 (C ) 改变压出管路中阀门的开度 (D ) 改变电源的电压。
6、沉降操作是指在某种 力场 中利用分散相和连续相之间的 密度 差异,、最常见的间歇式过滤机有 板框过滤机和叶滤机 连续式过滤机有 真空转筒过滤机 。
、在一卧式加热器中,利用水蒸汽冷凝来加热某种液体,应让加热蒸汽在 壳程流动,加热器顶部 排放不凝气,防止壳程α值大辐度下降。
、(1)为了减少室外设备的热损失,保温层外所包的一层金属皮应该是 A(A )表面光滑,颜色较浅; (B )表面粗糙,颜色较深 (C )表面粗糙,颜色较浅(2)某一套管换热器用管间饱和蒸汽加热管内空气,设饱和蒸汽温度为C ︒100,空气进口温度为C ︒,出口温度为C ︒80,问此套管换热器内管壁温应是_C__。
(A )接近空气平均温度 (B )接近饱和蒸汽和空气的平均温度 (C )接近饱和蒸汽温度、举出三种间壁式换热器 套管 、 夹套换热器 、 蛇管换热器 。
二、问答题:(每题5分,共10分) 1.离心泵发生“汽蚀”的主要原因是什么?离心泵工作时,在叶轮中心区域产生真空形成低压而将液体吸上。
流体力学计算题及答案
流体力学计算题及答案第二章例1:用复式水银压差计测量密封容器内水面的相对压强,如图所示。
已知:水面高程z 0=3m,压差计各水银面的高程分别为z 1=0.03m , z 2=0.18m , z 3=0.04m, z 4=0.20m, 水银密度3/13600m kg ρ=',水的密度3/1000m kg ρ= 。
试求水面的相对压强p 0。
解:ap z z γz z γz z γp =-----+)(')(')(3412100)()('1034120z z γz z z z γp ---+-=∴例2:用如图所示的倾斜微压计测量两条同高程水管的压差。
该微压计是一个水平倾角为θ的在xoz 坐标系中,自由表面1的方程:gr z 2220ω=对于容器边缘上的点,有:m L z m d r 4.015.02==== )/(67.1815.04.08.922220s rad r gz =⨯⨯==∴ω∵ωπ=260n /∴==⨯=n r 160260186721783ωππ..(/min)(2)当抛物面顶端碰到容器底部时,这时原容器中的水将被甩出一部分,液面为图中2所指。
在'''x o z 坐标系中:自由表面2的方程: gr z 2220ω'='当m H z m dr 5.0,15.02=='==时)/(87.2015.05.08.92222s rad r z g =⨯⨯='='ωmin)/(3.199287.20602602r ππωn =⨯='=∴这时,有:14214222ππd H d H h ⋅=-()mm Hh Hh H 2502222==∴=-∴例6:已知:一块平板宽为 B ,长为L,倾角θ,顶端与水面平齐。
求:总压力及作用点。
解:总压力:LB θL γA h γF c 2sin ⋅==压力中心D :方法一:dA θy γy ydF dM sin ==3sin sin sin 322L BθγBdy y θγdA y θγM L A===⎰⎰DFy M = L F M yD32/==∴方法二:62212123LL BL L BL L A y J y y c cx c D +=+=+=例7:如图,已知一平板,长L,宽B,安装于斜壁面上,可绕A 转动。
华南理工大学2009年流体力学习题及参考答案
09流体力学习题1及参考答案一、单项选择题(共15分, 每小题1分)1、下列各力中,属于质量力的是( )。
A .离心力B .摩擦力C .压力D .表面张力2、下列关于流体粘性的说法中,不准确的说法是( )。
A .粘性是实际流体的固有属性B .构成流体粘性的因素是流体分子间的吸引力C .流体粘性具有传递运动和阻碍运动的双重性D .动力粘度与密度之比称为运动粘度3、在流体研究的欧拉法中,流体质点的加速度由当地加速度和迁移加速度组成,当地加速度反映( )。
A .流体的压缩性B .由于流体质点运动改变了空间位置而引起的速度变化率C .流体速度场的不稳定性D .流体速度场的不均匀性4、重力场中流体的平衡微分方程为( )。
A .gdz dp -=B .gdz dp ρ=C .dz dp ρ-=D .gdz dp ρ-=5、无旋流动是指( )的流动。
A .速度环量为零B .迹线是直线C .流线是直线D .速度环量不为零6、压强的量纲[]p 是( )。
A . []2-MLt B . []21--t ML C . []11--t ML D . []1-MLt 7、已知不可压缩流体的流速场为 则流动不属于( )。
A .非均匀流 B .非稳定流动 C .稳定流动 D .三维流动8、动量方程 的适用条件是( ) 。
A .仅适用于理想流体作定常流动B .仅适用于粘性流体作定常流动C .适用于理想流体与粘性流体作定常或非定常流动D .适用于理想流体与粘性流体作定常流动9、在重力场中作稳定流动的系统,沿流动方向总水头线维持水平的条件是 ( ) 。
A .管道是水平放置的B .流体为不可压缩流体C .管道是等径管D .流体为不可压缩理想流体10、并联管道系统中,其各支管内单位质量流体的能量损失( )。
A .不相等B .之和为总能量损失C .相等D .不确定11、边界层的基本特征之一是( )。
A .边界层内流体的流动为层流B .与物体的特征长度相比,边界层的厚度很小C .边界层厚度沿流动方向逐渐减薄D .边界层内流体的流动为湍流12、指出下列论点中的错误论点:( )A .平行流的等势线与流线相互平行B .涡流的径向速度为零C .无旋流动也称为有势流动D .点源的圆周速度为零13、关于涡流有以下的论点,指出其中的错误论点:( )。
857工程流体力学华南理工大学2009 年攻读硕士学位研究生入学考试试卷
4、静水中斜置水平壁的形心淹深hC与压力中心淹深hD的关系为hC A 大于; B 小于; C 等于; D 无规律
hD。
5、一密闭容器内下部为水,水的比重为γ ;上部为空气,空气的压强为p0 ,容器由静 止状态自由下落,在下落过程中容器内水深为h处的压强为
A p0 +γ h; B p0 ; C 0; D 以上都不正确
2、不同的液体其粘性 ,同一种液体的粘性具有随温度 而下降的特性。 A 相同,升高; B 相同,降低; C 不同,升高; D 不同,降低
3、流体力学研究中,通常采用三种流体力学模型进行简化分析推理,不属于这三种 流体力学模型的是
A 牛顿液体模型;B 理想液体模型;C 不可压缩液体模型;D 连续介质模型
9、伯努利方程中 z + p + αu 2 表示
。
γ 2g
A 单位重量液体具有的机械能; B 单位质量液体具有的机械能; C 单位体积液体具有的机械能; D 通过过流断面液体所具有的总机械能
10、单位时间内,控制体内由于密度变化引起的质量增量等于从控制面
。
第 1页
A 流入的质量;B 流出的质量;C 流入与流出质量之和; D 流入与流出质量之差
板以 0.25 m/s的速度移动时(假定油的速度随距离底板的高度呈线性分布),作用在上
板的切应力为 2.2 N/m2 ,则油的动力粘性系数为
,运动粘性系数为
。
3、拉格朗日法和欧拉法是描述流体运动的两种方法,它们的联系是
,
区别是
。
4、流场中的驻点指
点;奇点指
点。
5、已知流速场 ux = 2 y + 3Z , u x = x + 3Z , u x = 2x + 4 y ,流体粘度为 8Pa•s,则切
流体力学课后习题答案
第一章习题答案选择题(单选题)1.1 按连续介质的概念,流体质点是指:(d )(a )流体的分子;(b )流体内的固体颗粒;(c )几何的点;(d )几何尺寸同流动空间相比是极小量,又含有大量分子的微元体。
1.2 作用于流体的质量力包括:(c )(a )压力;(b )摩擦阻力;(c )重力;(d )表面张力。
1.3 单位质量力的国际单位是:(d )(a )N ;(b )Pa ;(c )kg N /;(d )2/s m 。
1.4 与牛顿内摩擦定律直接有关的因素是:(b )(a )剪应力和压强;(b )剪应力和剪应变率;(c )剪应力和剪应变;(d )剪应力和流速。
1.5 水的动力黏度μ随温度的升高:(b )(a )增大;(b )减小;(c )不变;(d )不定。
1.6 流体运动黏度ν的国际单位是:(a )(a )2/s m ;(b )2/m N ;(c )m kg /;(d )2/m s N ⋅。
1.7 无黏性流体的特征是:(c )(a )黏度是常数;(b )不可压缩;(c )无黏性;(d )符合RT p=ρ。
1.8 当水的压强增加1个大气压时,水的密度增大约为:(a )(a )1/20000;(b )1/10000;(c )1/4000;(d )1/2000。
1.9 水的密度为10003kg/m ,2L 水的质量和重量是多少? 解: 10000.0022m V ρ==⨯=(kg )29.80719.614G mg ==⨯=(N )答:2L 水的质量是2 kg ,重量是19.614N 。
1.10 体积为0.53m 的油料,重量为4410N ,试求该油料的密度是多少? 解: 44109.807899.3580.5m G g V V ρ====(kg/m 3) 答:该油料的密度是899.358 kg/m 3。
1.11 某液体的动力黏度为0.005Pa s ⋅,其密度为8503/kg m ,试求其运动黏度。
流体力学试题及参考答案
考试试卷(A B卷)学年第二学期课程名称:流体力学一、判断题(20分)1.物理方程等式两边的量纲或因次一定相等。
(T)2.为了减小压差阻力,就应该设法推迟边界层分离现象的发生。
(T)3.压力体的体积表示一个数学积分,与压力体内是否有气体无关。
(T)4.流体静止时,切应力为零。
(T)5.温度升高液体的表面张力系数增大。
(F)6.液滴内的压强比大气压小。
(F)7.声音传播过程是一个等熵过程。
(T)8.气体的粘性随温度的升高而增大。
(T)9.应用总流伯努利方程解题时,两个断面间一定是缓变流,方程才成立。
(F)10.雷诺数是表征重力与惯性力的比值。
(F)11.不可压缩流体只有在有势力的作用下才能保持平衡。
(T)12.对流程是指海拔11km以上的高空。
(F)13.静止的流体中任意一点的各个方向上的压强值均相等。
(T)14.在拉格朗日法中,流体质点轨迹给定,因此加速度很容易求得。
(T)15.对于定常流动的总流,任意两个截面上的流量都是相等的。
(T)16.紊流水力粗糙管的沿程水头损失系数与雷诺数无关。
(T)17.在研究水击现象时,一定要考虑流体的压缩性。
(T)18.雷诺数是一个无量纲数,它反映流动的粘性力与重力的关系。
(F)19.线当马赫数小于一时,在收缩截面管道中作加速流动。
(T)20.对于冷却流动dq小于0,亚音速流作减速运动,超音速流作加速运动。
(T)二、填空题(10分)1.流动相似指的是两个流动系统所有对应点的对应物理量之比相等,具体地说,就是要满足,几何相似、运动相似和动力相似。
2.自由面上的压强的任何变化,都会等值地传递到液体中的任何一点,这就是由斯卡定律。
3.流动相似的主导因素是动力相似,只有满足了这一点才能保证运动相似。
4.从海平面到11km处是对流层,该层内温度随高度线性地降低。
5.马赫准则要求两种流动的惯性力与由于压缩性引起的弹性力成比例。
6.水头损失可分为两种类型:沿层损失和局部损失。
7.在工程实践中,通常认为,当管流的雷诺数超过 2320 ,流态属于紊流。
(完整版)流体力学练习题及答案
流体力学练习题及答案一、单项选择题1、下列各力中,不属于表面力的是( )。
A .惯性力B .粘滞力C .压力D .表面张力2、下列关于流体粘性的说法中,不准确的说法是( )。
A .粘性是实际流体的物性之一B .构成流体粘性的因素是流体分子间的吸引力C .流体粘性具有阻碍流体流动的能力D .流体运动粘度的国际单位制单位是m 2/s3、在流体研究的欧拉法中,流体质点的加速度包括当地加速度和迁移加速度,迁移加速度反映( )。
A .由于流体质点运动改变了空间位置而引起的速度变化率B .流体速度场的不稳定性C .流体质点在流场某一固定空间位置上的速度变化率D .流体的膨胀性4、重力场中平衡流体的势函数为( )。
A .gz -=πB .gz =πC .z ρπ-=D .z ρπ=5、无旋流动是指( )流动。
A .平行B .不可压缩流体平面C .旋涡强度为零的D .流线是直线的6、流体内摩擦力的量纲[]F 是( )。
A . []1-MLt B . []21--t ML C . []11--t MLD . []2-MLt 7、已知不可压缩流体的流速场为xyj zi x 2V 2+= ,则流动属于( )。
A .三向稳定流动B .二维非稳定流动C .三维稳定流动D .二维稳定流动8、动量方程 的不适用于( ) 的流场。
A .理想流体作定常流动in out QV QV F )()(ρρ∑-∑=∑B.粘性流体作定常流动C.不可压缩流体作定常流动D.流体作非定常流动9、不可压缩实际流体在重力场中的水平等径管道内作稳定流动时,以下陈述错误的是:沿流动方向( ) 。
A.流量逐渐减少B.阻力损失量与流经的长度成正比C.压强逐渐下降D.雷诺数维持不变10、串联管道系统中,其各支管内单位质量流体的能量损失()。
A.一定不相等B.之和为单位质量流体的总能量损失C.一定相等D.相等与否取决于支管长度是否相等11、边界层的基本特征之一是()。
《流体力学》课后习题答案
流体力学课后习题答案习题【1】1-1 解:已知:120t =℃,1395p kPa '=,250t =℃ 120273293T K =+=,250273323T K =+= 据p RT ρ=,有:11p RT ρ'=,22p RT ρ'= 得:2211p T p T '=',则2211323395435293T p p kPa T ''=⋅=⨯=1-2 解:受到的质量力有两个,一个是重力,一个是惯性力。
重力方向竖直向下,大小为mg ;惯性力方向和重力加速度方向相反为竖直向上,大小为mg ,其合力为0,受到的单位质量力为01-3 解:已知:V=10m 3,50T ∆=℃,0.0005V α=℃-1根据1V V V Tα∆=⋅∆,得:30.000510500.25m V V V T α∆=⋅⋅∆=⨯⨯=1-4 解:已知:419.806710Pa p '=⨯,52 5.884010Pa p '=⨯,150t =℃,278t =℃ 得:1127350273323T t K =+=+=,2227378273351T t K =+=+= 根据mRT p V =,有:111mRT p V '=,222mRT p V '=G =mg自由落体: 加速度a =g得:421251219.8067103510.185.884010323V p T V p T '⨯=⋅=⨯='⨯,即210.18V V = 体积减小了()10.18100%82%-⨯=1-5 解:已知:40mm δ=,0.7Pa s μ=⋅,a =60mm ,u =15m/s ,h =10mm根据牛顿内摩擦力定律:uT Ayμ∆=∆ 设平板宽度为b ,则平板面积0.06A a b b =⋅= 上表面单位宽度受到的内摩擦力:1100.70.06150210.040.01T A u b N b b h b μτδ-⨯-==⋅=⨯=--/m ,方向水平向左 下表面单位宽度受到的内摩擦力:2200.70.061506300.010T A u b N b b h b μτ-⨯-==⋅=⨯=--/m ,方向水平向左 平板单位宽度上受到的阻力:12216384N τττ=+=+=,方向水平向左。
华南理工大学化学工程考研十年真题-流体力学大题讲解
(2012)(15分)水从变径垂直管以0.02 m3/s 的速率向下流动,A到B两测压口的垂直距离为2.5m ,管子内径如图示。
在该体积流量下测得B截面的压力比A截面的压力高14715 N/m2 。
若A,B之间的阻力损失表示为mH2O柱,式中:V为截面A的速度,求阻力系数k;指示液体为水银,求R 的值。
(2011)(20分)如附图所示,从水池用离心泵向一密闭高位槽送溶液,在输送范围内,离心泵在该转速下的特性曲线方程为H=38-0.02Q2(Q单位为m3/ h, H单位为m)。
输送管路的管径为Ф60×3mm,管路总长(包括除出口阀门以外其余局部阻力的当量长度)为60m,离心泵出口阀门全开时输液量为21m3/h,阻力系数为10。
现将离心泵出口阀门关小,孔板流量计的U型管压差计读数为原来的0.8倍,已知水池和高位槽液面均维持稳定,操作条件下溶液密度为1260kg/m3,阀门开度变化前后,管内流动摩擦系数均为λ=0.02,孔板的孔流系数C o保持不变。
试计算:1.将离心泵出口阀门关小后,此时泵的有效功率。
2.将离心泵出口阀门关小后,该开度下阀门的阻力系数。
(2010)1、(20 分)水以 15m3/h的流量流过倾斜收缩管,如图示,管内径由 100mm 缩到50mm。
A、B两点的垂直距离为0.1m。
在两点间连接一U形压差计,指示剂的密为1590 kg/m3。
若收缩管A-B的阻力系数为 0.3,试求:(1)U 形管中两侧的指示剂液面哪侧高,相差多少mm?(2)若保持流量及其他条件不变,而将管路改为水平放置,则压差计的读数有何变化?附图(2009)二.(16 分)有一输水管系统如下图所示,出水口处管子直径为Φ55x2.5mm,设管路的压头损失为 16u2/2(u指出水管的水流速,未包括出口损失)。
求水的流量为多少m3/h?由于工程上的需要,要求水流量增加 20%,此时,应将水箱的水面升高多少m?假设管路损失仍可以用 16u2/2(u指出水管的水流速,未包括出口损失)表示。
(完整word版)流体力学习题及答案-第四章
第四章流体动力学基本定理及其应用4-1欧拉运动微分方程和伯努利方程的前提条件是什么,其中每一项代表什么意义?答:(1)欧拉运动微分方程是牛顿第二定律在理想流体中的具体应用,其矢量表达式为:.:t其物理意义为:从左至右,方程每一项分别表示单位质量理想流体的局部惯性力、迁移惯性力、质量力和压力表面力。
(2)伯努利方程的应用前提条件是:理想流体的定常运动,质量力有势,正压流体,沿流2线积分。
单位质量理想流体的伯努利方程的表达式为:- p g^ C,从左至右方程2 P每项分别表示单位质量理想流体的动能、压力能和位能,方程右端常数称流线常数,因此方程表示沿流线流体质点的机械能守恒。
4-2设进入汽化器的空气体积流量为Q = 0.15m3 / S,进气管最狭窄断面直径D=40mm,喷油嘴直径d=10mm。
试确定汽化器的真空度。
又若喷油嘴内径d=6mm,汽油液面距喷油嘴高度为50cm,试计算喷油量。
汽油的重度=7355N/m3。
答:(1)求A点处空气的速度:设进气管最狭窄处的空气速度为V i,压力为p i,则根据流管的连续方程可以得到:丄二D2_d2V i =Q,44Q因此:v14Q 厂。
江(D2-d2)(2 )求真空度p v选一条流线,流线上一点在无穷远处F,—点为A点;并且:在F点:P F二P o ,V F = 0 ;在A点:P A二P1 二?,V A二W。
将以上述条件代入到伯努利方程中,可以得到:2也.0. v_02g-—;v f , v A = v 2 = ?, z A = h = 50cm = 0.5m ;2在 B 点:P B = p 0, V B = 0,Z B = 0 ; 代入到伯努利方程中,可以得到:Ip 0才v 22rh 』0 0;整理得到:v ;二」V 12 -2gh ;2因此汽油喷出速度为:1V 2 -2gh ;其中空气重度1 = Sg =1.226 9.81 =12N/m 3 ; V 1缪 龙,并注意到喷油嘴的 兀(D -d )直径是6mm ,而不是原来的10mm ,则计算得到:因此汽油流量为:12 _43 3因此真空度为:P v 二 P o - P i4Q冷心2] D2—d 28 322 JI(D 2 —d 2 2若取空气的密度为3::=1.226kg/m ,那么计算得到:8 1.226 0.152pv3.1421 32 =9.95 103Pa 。
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09流体力学习题1及参考答案一、单项选择题(共15分, 每小题1分)1、下列各力中,属于质量力的是( )。
A .离心力B .摩擦力C .压力D .表面张力2、下列关于流体粘性的说法中,不准确的说法是( )。
A .粘性是实际流体的固有属性B .构成流体粘性的因素是流体分子间的吸引力C .流体粘性具有传递运动和阻碍运动的双重性D .动力粘度与密度之比称为运动粘度3、在流体研究的欧拉法中,流体质点的加速度由当地加速度和迁移加速度组成,当地加速度反映( )。
A .流体的压缩性B .由于流体质点运动改变了空间位置而引起的速度变化率C .流体速度场的不稳定性D .流体速度场的不均匀性4、重力场中流体的平衡微分方程为( )。
A .gdz dp -=B .gdz dp ρ=C .dz dp ρ-=D .gdz dp ρ-=5、无旋流动是指( )的流动。
A .速度环量为零B .迹线是直线C .流线是直线D .速度环量不为零6、压强的量纲[]p 是( )。
A . []2-MLt B . []21--t ML C . []11--t ML D . []1-MLt 7、已知不可压缩流体的流速场为 则流动不属于( )。
A .非均匀流 B .非稳定流动 C .稳定流动 D .三维流动8、动量方程 的适用条件是( ) 。
A .仅适用于理想流体作定常流动B .仅适用于粘性流体作定常流动C .适用于理想流体与粘性流体作定常或非定常流动D .适用于理想流体与粘性流体作定常流动9、在重力场中作稳定流动的系统,沿流动方向总水头线维持水平的条件是 ( ) 。
A .管道是水平放置的B .流体为不可压缩流体C .管道是等径管D .流体为不可压缩理想流体10、并联管道系统中,其各支管内单位质量流体的能量损失( )。
A .不相等B .之和为总能量损失C .相等D .不确定11、边界层的基本特征之一是( )。
A .边界层内流体的流动为层流B .与物体的特征长度相比,边界层的厚度很小C .边界层厚度沿流动方向逐渐减薄D .边界层内流体的流动为湍流12、指出下列论点中的错误论点:( )A .平行流的等势线与流线相互平行B .涡流的径向速度为零C .无旋流动也称为有势流动D .点源的圆周速度为零13、关于涡流有以下的论点,指出其中的错误论点:( )。
0 ),,(),(⎪⎩⎪⎨⎧===w t z xf z y f u υin out QV QVF )()(ρρ∑-∑=∑A .以涡束诱导出的平面流动,称为涡流B .点涡是涡流C .涡流的流线是许多同心圆D .在涡流区域速度与半径成正比14、超音速气体在收缩管中流动时,气流速度( )。
A .逐渐增大B .不变C .不确定D .逐渐减小15、为提高离心泵的允许安装高度,以下哪种措施是不当的?( )A .提高流体的温度B .增大离心泵吸入管的管径C .缩短离心泵吸入管的管径D .减少离心泵吸入管路上的管件参考答案:1.A 2.B 3.C 4.D 5.A 6.B 7.C 8.D 9.D 10.C 11.B 12.A 13.D14.D 15.A二、填空题(共12分,每小题2分)1、静止流体中任一点的静压强大小与 其作用面在空间的方位 无关,与 该点位置相关。
2、理想流体是指 不考虑粘性 的流体;不可压缩流体是指 忽略密度变化 的流体。
3、粘性流体沿缓变流流动产生的阻力损失称为 沿程阻力损失 ,在急变流处产生的阻力损失称为 局部阻力 。
4、调节往复泵流量的方法有: 改变活塞冲程 , 旁路调节 等。
5、造成边界层分离的原因,在于 逆压强梯度 作用和 物面粘性滞止效应 的共同影响。
6、已知某输水管路中,泵的特性曲线方程为24102.740Q H ⨯-=,管路的特性曲线方程为24108.428Q H e ⨯+=,(注:式中H 的单位为m ,Q 的单位为m 3/s )。
当输水量为8.5L/S 时,消耗于阀门调节的水头损失是 3.33 m.三、简答题(共18分,每小题6分)(1) 分别写出理想流体和粘性流体总流的伯努利方程。
比较它们的相同之点和不同之处。
参考答案:它们的相同之点:是能量守恒定律在流体流动系统的应用结果;均适用于不可压缩流体;反映流动系统中动能、势能、静压能之间的相互关系。
不同之处是:理想流体伯努利方程表明,理想流体沿流动方向的总水头保持不变;粘性流体总流的伯努利方程则表明,为了克服粘性阻力,粘性流体沿流动方向的总水头是逐渐减少的。
(2) 为何流体静压力的方向总是沿着作用面的内法线方向?参考答案:因为:(1)静止流体不能承受剪力,即τ=0,故p 垂直受压面;(2)因流体几乎不能承受拉力,故p 指向受压面。
(3) 流体的压缩性指的是什么?列举出两种反映流体的压缩性的参数。
在工程实际应用中,如何考虑液体和气体的压缩性?参考答案:流体在一定温度下,体积随压强增大而缩小的特性称为流体的压缩性。
反映流体的压缩性的参数有:压缩系数、体积模量、音速。
一般而言,液体的压缩性很小,但当压强变化很大时(如水击和水下爆炸),应考虑液体密度的变化;气体的压缩性很大,但在流速不太高,压强变化较小的情况下,可将气体视为不可压缩流体。
四、计算题(六题,共55分)1、(5分)当压强增加5×104Pa 时,某种液体的密度增长0.02%,求该液体的体积模量。
解:0=+=⇒=dV Vd dM V M ρρρρρd dV V -= Pa dp d dp V dV E p 84105.2105%02.01111⨯=⨯⨯==-==ρρβ2、(10分)已知某不可压缩流体平面流动的速度分布规律为:⎩⎨⎧--=-+=y xy y x x u 22422υ 判断说明该流动是否连续?是否无旋?并求出流函数。
解: 22 ,22--=∂∂+=∂∂x yx x u υ 0=∂∂+∂∂yx u υ 满足连续性方程,所以流动连续。
y xy u 2 ,4-=∂∂-=∂∂υ 042≠+-=∂∂-∂∂y yu x υ 所以流动有旋。
Cx f x f y xy x f y xy xx f y xy y x y x x u y=='∴+=-='++=∂∂+-+=-+==∂∂)(,0)(22)(22)(2242222υψψψ 令C =0,则流函数为2222y xy y x -+=ψ3、(14分)图示离心泵管路系统,将常压下20℃的水从低位槽抽到高位槽,已知输送水量:Q =36m 3/h ,吸入管(泵前)直径100mm , 吸入管长10m(含局部阻力的当量长度),摩擦系数λ1=0.02。
排出管(泵后)直径75mm , 排出管长50m (含局部阻力的当量长度), 摩擦系数λ2=0.03。
常压下,20℃水的密度可取1000kg/m 3。
泵的效率为55%。
Pa p B 19092-=m g V d l l i e B f 164.081.9227.11.01002.02)2211111=⨯⨯⨯+-)=(164.098107.1227.102+++=B p g 求:(1)泵的轴功率N 为多少kw ?(2)泵入口处的真空表读数应该是多少Pa?解:Q =36m 3/h=0.01m 3/s(1) 泵的轴功率N泵吸入管内的流速为: s m d Q V i /27.11.001.044221=⨯⨯==ππ 泵压出管内的流速为s m d d V V o /26.2)75100(27.1)(22211=⨯== 在断面1-1和2-2之间列伯努利方程,并移项整理得kw N N kwQ g H N mH m gV d l l g V d l l h u u m z z gP P h gu u g P P z z H e e e e o e i e f f e 84.155.001.101.101.0100081.93.103.103.373.381.9226.2075.03003.081.9227.11.01002.02)(2)(,027)(,02)(22222222111121212212122121221212====⨯⨯⨯===+==⨯⨯⨯⨯⨯⨯+++=∑≈-=-=-∑+-+-+-=--ηρλλρρ+(=( (2)泵入口处的真空表读数取1-1、B 断面列伯努利方程:B f B B i h gp z g V g p z g V -+++=++12112122ρρ解得4、(12分)已知:一个水平放置的90º弯管输送水 d 1=150mm ,d 2=75mmp 1=2.06×105Pa ,Q =0.02m 3/s求:水流对弯管的作用力大小和方向(不计水头损失)。
解:s m d Q A Q V /132.142111===πs m d Q A Q V /527.442222===π 取1-1、2-2两断面列伯努利方程2g V 2g V 222211+=+γγp p所以,()Pa V V p p 522211210964.12⨯=-+=ρ对选取的控制体列动量方程: x 方向:)0(111V Q R A p x -=-ρy 方向:)0(222-=-V Q A p R y ρ 所以,NR N R y x 9583663== NR R R y x 378622=+= 66.14==x yR R arctg θ所以,水流对弯管壁的作用力为R 的反作用力R '=-3786N ,大小相等,方向相反。
5、(8分)大容器压缩空气灌中的压缩空气,经一收缩喷管向大气喷出,设喷嘴出口处的大气绝对压为101.33kPa,温度为25℃,流速为234m/s ,试求压缩空气灌中的温度和压强。
解: kg m RT p /27.1)5273(2871013303=+⨯==ρ 由 02121RT k k V p k k -=+-ρ 代入已知数据,得 0228714.14.1223427.110133014.14.1T ⨯-=+- 解得K T 3050=kPa T T p p k k 140)278305(33.101)(14.14.1100=⨯==-- 6、(6分)如图,水箱中的水通过直径为d ,长度为l ,沿程阻力系数为λ的立管向大气中泄水,问h 多大时,立管排出的流量Q 与h 无关?解:在水箱液面与出水口断面间列伯努利方程:f h gV l h +=+22 gV d l h f 22λ= ()()l d l h d g d l l h g V ++=++=λλλ212 ()ld l h d gd V d Q ++⋅==λλππ24422 所以,当λd h =时,Q 与h 、l 无关。