流体力学计算题练习

练习题

1.如右图所示，在一密闭容器中，上部装有密度

P o 。

2. 图示为一水暖系统，为了防止水温升高时体积膨胀将水管

胀裂，在系统顶部设一膨胀水箱，使水有膨胀的余地。若系 统内水的总体积为8m3加温前后温差为50C ，在其温度范 围内水的膨胀系数为P T = 9X 10-4 1/C,求膨胀水箱的最 小容积。

3. 当温度不变，压强从MPa 增加到10 MPd 时，某种液体的体积减小%求该液

体的体积模量。

4.

两个充满空气的封闭容器互相隔开，左边压力表

M 的读

水银压差计中h 的读值。

103

kg/m 3

的油，下部为密度

2

=103

kg/m 3

的水，已知

h i =0.4m, h 2=0.2m 。测压管中水银柱的读数 h =0.5m,水银

的密度为

1

= X 103

kg/m 3

。求密闭容器中油液面上的压强

h 1

h 2

P a

1

数为100kPa,右边真空计V 的读数为,

试求连接两容器的

V x 5.已知流体运动的速度场为：

(x , y , z) (3,

1, 2)

处的流线方程。

6.如图所示,

入上水箱中,

2

xy

1

3 v y 3y 水在压强作用下从密封的下水箱沿竖直管道流

试求t=2时过点

已知h = 50cm H= 3m 管道直径 D= 25mm 入=,

各局部阻力系数分别为Z 1 = ,Z 2=,Z 3=，求：为维持稳

4

■

h

H

1

It F

P o

2

损失h 。［注：若流动状态为湍流，可取

二］

定的管中流速V = 1m/s ,下水箱的液面压强应保持在多少 口迎着流动方向。测得A 点的液柱高度为hA = 170 mm B 点的液柱高度为hB = 230 mm,已知液体的 密度为 =990 kg/m3，忽略阻力损失，试计算管 内液体的流速uA 。

8.如右图所示为一壁厚可以忽略的大容器，在其下部开一直

径为d =12mm 的小孔口，水自孔口流出后进入另一液面比大容 器液面低H =1.2m 的容器中，两容器内的水位始终保持不变。 试计算水的出流流量和孔口处的流速。

9.如图所示为一壁厚可以忽略的大容器，为了便于出流，在

容器壁上开一圆孔并在外面焊接一段等径圆管， 容器自由液面 及孔口出口皆与大气相通，而且可以保证容器内的水位不变。

已知孔口直径为d =12mm 焊接的圆管长度I 二40mm 容器自 由液面相对于孔口中心线的高度为 H =1.2m ，试计算水的出流 流量和出口流速。

10.用长I =300m 、内径d =200mm 的铸铁管输送密度

二880 kg/m3的油液,

测得质量流量qm 二X 104 kg/h 。设冬季油液的运动粘度

1=x 10-6m2/s ，夏

季运动粘度 2=x 10-6m2/s ，试确定冬、夏季输油管路以油柱高度表示的水头

7.右图为毕托管示意图。液体自左向右流动，直

管和直角弯管直接插入管道内的液体中，弯管开

Pa?

d

11、一恒定有压均匀管流，已知管径 d=20 mm ,

数为5千帕，其他数据如图中所示，求未知液体 的密度（已知水和水银的密度分别为 1吨/立方米和吨/立方米）。

13.液体由水箱经中间有收缩截面（截面积为 A 1 ）的 管子定常出

流，A 为出口面积，h 2是出口在水箱液面

下的深度，问要吸上深为h1

的同种液体，A

1/A

2

应为多 少（不计损失）？

管长l=20m ，管中水流流速 u=0.12m/s ，水温

t=10 C 时水的运动粘度 n= X 10-6

m/s ，求沿程阻

力损失

-

未知液体

h|= Em

T

12、如图，已知压力表测得密闭容器内的压力读

水银

h2=5,61D

T

2in

14. 已知流体运动的速度场

为: V x

(X ,

y , Z ）（3, 1

, 2）

处的流线方程。

15.

一压缩空气罐与文丘里式的引射管 连接，d i ,d 2,h 均为已知，问气罐压力

多大方才能将B 池水抽出。

v

xy 2

, -y 3

16.用水银压差计测量水管中的点速度

=60mm 求该点流速。

17.如图所示输水管经三通管分流。

已知管径分别为d1=200mm

d2=100mm和d3=150mm断面平均流速分别是v1=2m/s和v2=s，试求断

面平均流速v3.

18.图示一串联管路，管径、管长、ti- lOOOm

知=0血5

L；=

5m

200mm

Aj-0.026

沿程水力摩阻系数和流量分别标于盯255

JL Q-2i 5

3

gh

2

gh 2 P a

162539 Pa

1 dV

T 8 9 10 4

50

0.36 m 3

4.解： 已知 pm1=100kPa pv2=。

根据题意可知

1.

解：以水银柱下面为等压面，列平衡方程: 则：

P

o P

a

3

gh

101325 13600 9.81 0.5 1000 9.81

0.4 800 9.81 0.2

P o

2. 解:

已知 V = 8m3 △ t = 50C, p T= 9X 10— 4 1/C 。

(1) 由(1

—11)式 V dT ，得膨胀水箱的最小容积为

3. dV

解：因：V V 0.0049

故：等温压缩系数:

dV /V

T

dp V /V p

—

0.0049

6

5.0 10 10 Pa -1

(10 0.2) 106

E 1

则体积模量：

9

2 10 Pa

P 1 P m1 P a

P 2 P a P v2

P 1 P 2

P m1 P v2

汞

1.0 mHg

100 103

3.5 9810

13.6 9810

5. 解: V

,推得：

dM

Vd dV 0

V dV