工程流体力学习题.docx

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1、工程流体力学第一章思索题1、为什么要引进连续介质的假设？为什么可以把液体当作连续介质？2、非均质液体的密度应当如何表示？3、流体粘度与哪些因素有关？它们随温度是如何变化的？对流体有何影响？4、为什么水通常被视为不行压缩流体？什么状况下要考虑液体的可压缩性和表面张力特性？5、液体内摩擦力的大小与哪些因素有关？牛顿内摩擦定律的适用条件有哪些？6、图为管道过水断面水流流速分布图，从其对应部位取出水体A,试标出水体A顶面和底面切应力的方向。思索题6图7、为什么要引入抱负液体的概念？它与实际液体有什么区分？8、单位质量力怎样定义的？静止液体和作自由落体运动的液体所受的单位质量力分别为多少？习题1.1 容

2、器中盛有静止液体，此时液体所受到的单位质量力为多少？1.2 假设水的体积弹性系数犬=2.2、1()6长修，欲使其体积减小0.4乐问需要增加多大的压强？1.3 当压强的增量为5OKN7,某种液体的密度增长0. 02%,试求该液体的体积模量。1. 4平板面积为50x50。/,厚度为1. 0cm,质量m=5kg,沿着涂有厚度5=1. 0mm油的斜面对下作等速运动，其速度尸1. Oms,带动油层的运动速度呈直线分布,油的密度P =950 kgm3,求油的动力粘度和运动粘度。1.5 某种液体布满两平行边界的缝隙5内，液体的动力粘度为为，有一面积为力的极薄的平板以速度u平行于平板移动。x为平板距上边界的距

3、离。求：平板所受的拖力T,（缝隙内的流速按直线分布）。7 = z(- +X 、一 X第1.4题图第1.5题图第1.6题图1.6 水流在平板上运动（如第6题图），流速分布曲线DE为抛物线形，E点为抛物线端点，E点处也=0dy ，水的运动粘度v = 1.0xl02m2s,试求y = 0,2,4cm处的切应力（提示：先设流速分布u = Ay2+By + C,采用给出的条件确定待定常数A, B, C）o其次章思索题1、抱负流体处于静止状态时受到哪儿种力的作用？2、等压面应具备什么条件？在什么条件下“静止液体内任何一个水平面都是等压面”的说法是正确的?3、下列哪一些是正确的等压面?油水 t= I水-D思

4、索题3图4、水静力学基本方程的形式和表示的物理意义是什么？5、压力表和测压计测得的压强是肯定压强还是相对压强?6、静止液体、流淌液体中，各点的测压管水头是否相等?7、绘制静水压强分布图的原理和方法是什么？为什么在工程中通常只需要计算相对压强和绘制相对压强分布图?8、如图所示的容器中盛有两种不同重度的静止液体，试分析作用在容器力8壁面上的静水压强分布图应为哪一幅图?思索题8图9、压力中心D和受压平面形心C的位置之间有什么关系？什么状况下D点与C点重合?10、有四个不同的盛水容器，如图所示，它们的底面积A和水深h都相等。试回答：1）各容器底面所受的静水总压力是否相等？ 2）容器底面所受到的静水总压

5、力与地面对容器的反力N是否相等？（容器重量不计）思索题10图11.采纳图解法与解析法求解平面静水总压力时，对受压面的外形是如何规定的？为什么？12、如何确定压力体的体积？如何推断铅垂方向作用力Pz方向？13、如图所示的容器a中盛有密度为8的液体，容器b中盛有密度为8和的两种液体，试分析两个容器中曲面AB匕压力体及压力是否相同？思索题13图(b)习题习题图2-42-1如习题图2T所示,已知z=l. 5, h=2. 5m,Po = 2p” o问水箱底部和水下1m处的测压管水头各为多少？相对压强和肯定压强各为多少?习题图2-22-2 如习题图 2-2,已知 h=10mm, h2=200mm5 h3=

6、180mm,求沉没深度 H。2-3用习题图2-3的装置测量油的密度，已知:h=75mm； h1=150mu h2=10mm,求油的密度。习题图2-32-4画出习题图2-4中各平面上的流体静压强分布图。(b)习题图2-5（本图数字需修改，见文字）2-5有一水箱装置如习题图2-7所示，箱底高出地面3. 5m,箱中水深2. 5m,水箱的自由面肯定压强为65kN （0.65工程大气压）。1）若以地面为基准面，A、B两点的位能、压能及测压管水头各为多少？ 2）若以水箱为基准面，A、B两点的位能、压能及测压管水头又各为多少？2-6如习题图2-6所示为一船闸闸室的闸门，巳知闸室的宽度b=10m,上游水深hL

7、10,闸室中水深h2=5m,求每扇闸门上的静水总压力P及其作用点。习题图2-6习题图2-72-7矩形平板闸门AB 一侧挡水（习题图2-7）,己知闸门长L=3m,宽b=lm,形心点水深hc=2. 5m；倾角i = 30,闸门上缘A处设有转铀，闸门自重G=30kN,若不计门轴摩擦力，试求开启闸门所需拉力几2-8如习题图2-8所示为一混凝土重力坝，为了较核坝的稳定性，试分别计算当下游有水和无水时两种状况下，每单位宽度上的静水总压力。习题图2-8习题图292-9如习题图2-9所示为一长方形平面闸门，高3m,宽2m,上游水位高出门顶3m,下游水位高出门顶2m,求：1）闸门所受总压力和作用点；2）若上下游

8、水位同时上涨1m时，总压力作用点是否会有变化?试作简要论证。2-10如习题图2T0所示，一个直径为D的球（球的重量可忽视）处于平衡状态，导出D与八夕2，4，2的关系式。/人习题图2-102-11、试画出以下图中各曲面上的压力体剖面图，并指出垂直压力的方向。(a)(b)(c)(d)(e)习题2-11图2-12如习题图2-12所示的密闭盛水容器，已知h=50cm, h尸120cm,水银测压计读数4h=25cm0试求半径R=0. 5m的半球形盖AB所受铅直方向和水平方向的静水总压力。习题图2-122-13.图示为一弧形闸门,半径R=75m,挡水深度h=4.8m,旋转轴距渠底H=5.8m ,闸门宽度b

9、 = 6.4m0试求作用于闸门上的静水总压力的大小及作用点。第三章思索题1、拉格朗日法和欧拉法有何不同？2、流线有哪些性质？流线和迹线的区分和联系是什么？3、流淌有哪些分类方法？4、什么是恒定流与非恒定流？什么是匀称流与非匀称流？什么是渐变流和急变流？有人说“匀称流肯定是恒定流，急变流肯定是非恒定流”，这种说法是否正确？为什么？5、总流连续方程的物理意义是什么？6、动水压强与静水压强有什么不同？在推导恒定总流能量方程时，为什么过流断面必需位于潮变流段？7、什么是总水头线和测压管水头线，两者的关系是怎样的？8、什么是水力坡度？9、恒定总流能量方程的限制条件有哪些？如何选取计算断面、基准面和计算点

10、？10、应用能量方程推断下列说法是否正确：（1）水肯定从高处向低处流淌；（2）水肯定从压强大的地方向压强小的地方流淌；（3）水总是从流速大的地方向流速小的地方流淌？11、如图断面突然缩小管道通过粘性恒定流，管路装有U形管水银差计，判定压差计中水银液面A、B哪个高？fA4 UB思索题11图12、拿两张薄纸，平行提在手中，当用嘴顺纸间缝隙吹气时，问薄纸是不动、相互靠拢还是向外张开？为什么？13、应用动量方程时要留意哪些问题？由动量方程求得的力若为负值，说明什么问题？待求未知力的大小与隔离体的大小有无关系？应用动量方程时如何选择隔离体。3-1如习题3-1图所示的管流，已知断面A-A处的流速分布为=生

11、胃（4-尸），圆管半径% =4。m，rl = 2cm ,且A-A断面中心点处的“nwc =2。ns ,求小管段的断面平均流速匕。AIA习题3-1图3-2某矩形断面渠道，底宽b=20m,当通过流量为Q=lOOm3s时，某断面处的平均流速u = 2.0ms ,求该断面的水深。3-3某分汉河段如习题3-3图所示，已知在断面A-A处左汉河道过水断面面积为2500 nf,断面平均流速为0.97m/s；右汉河道过水断面面积为3400 m2,断面平均流速为0.62ms0求：左、右汉道的分流量及总流量；各汉道的分流量占总流量的百分比（称为分流比）。3-4如习题3-4图所示的压力水管，小管直径4=20cm, A

12、断面形心点处的压强为75KPa；大管直径d8=40cm, B断面形心点处的压强为45KPa,大管断面平均流速以=lm/s。求A、B两断面问的总水头差；水流流向。习题3-3图习题34图3-5某变管径压力管流如习题3-5图所示，已知4=30cm, d2 = 25cm ,4=2。劭，忽视水头损失，试求：通过管道的流量及A、B和C各点的压强；绘制测压管水头线。习题3-5图3-6有一密闭盛水容器如习题3-6图所示，容器内气压由水银压差计测量，侧壁与直径为5cm的圆管相接，管长L = 62, H=5m,压差计读数为4h=0.4m,出流时总水头损失为3.4m,求通过管道的流量。习题3-6图习题3-7图3-7

13、有一安装在压力管道上的压差式毕托管，如习题3-7图所示，已知管径4 = 30cm, = 40cm,p =13600依/帆3,求A处的点流速八。3-8铅直放置的90输水弯管，装有一水银压差计如习题3-8图所示，直径& = 30cm, 4 = 25cm，弯管段的水头损失4=0.55或，流量Q = 0.12%3s,求水银压差计中的水银面高差2g习题3-8图3-9某管道过渡段（习题39图），4 = 30cm, d2 = 10cm ,流量为Q = 0.06M s ,不计11、2-2两断面间的水头损失。问：若流水自上向下流，且断面1处压力计的读数为57Ncn水银面高差4h及断面2处的压力计读数为若干？若水

14、流自下向上流，且断面2处压力计的读数为57Ncm2,其水银面高差4h及断面1处的压力计读数又为若干？习题3-9图习题3-10图3-10 一竖直放置的文丘德里流量计如习题310图所示，dl = 30cm, d2 =15cm ,水银压差计的读数h=6cm,忽视两断面间的水头损失，求通过的流量。3-11在石油管道中安装文丘里流量计，管道直径4= 20cm,流量计喉管直径d,二10c2,石油密度P= 850版/机3,流量计的流量系数为4 = 0.95,现测得水银压差计读数 = 150n,问此时管中流量Q为多少？3-12贮水容器内水面保持恒定，底部接一铅直输水管，如习题3-12图所示，输水管直径& = 15cm,末端收缩管嘴出口直径以=5ca,若不计水头损失，试求管中流量A、B、C、D各点的压强。3-13某管道中安装文丘里流量计，当通过流量Q = 00057%3s时水管与喉管之间的测压管高差M为11cm,当通过流量Q = 0.006zs时z为14cm,已知水管直径D为10.4cm,喉管直径为6.4cm,试求该文丘里流量计的流量系数 O3-14某抽水系统如习题3-14图所示，已知管径d = 150,当抽水流量。=0.03机3/$时，吸水管（包括进M）水头损失儿,=1根。如限制吸水管末端断面A中心点的真空值不超过68.86攵N,求水泵的最大安装高度儿.为多少？习题