流体力学、水力学练习题

'第一章绪论第二章水静力学第三章水动力学基础第四章水流阻力与水头损失第五章孔口、管嘴出流和有压管路第六章明渠流动 1-9两平行平板间距δ=0.5mm，两板间充满密度ρ=900kg/m3的液体。下板固定不动，上板在切应力τ=2N/m2的作用下，以u=0.25m/s的速度平移。求液体的动力粘度和运动粘度。相关知识：。1-11有一底面积为60cm×40cm的木板，质量为5kg，沿一与水平面成20°的斜面下滑。油层厚度δ=0.6mm，如以等速度u=0.84m/s下滑，求油的动力粘度。， 2-8根据复式水银测压计所示读数，试求压力箱中空气的相对压强p0，图中所示标高以m计。2-14宽为1m，长为AB的矩形闸门，倾角为45°，左侧水深3m，右侧水深2m。xD1试求作用在闸门上的静水总压力及其作用点。y左侧水对闸门压力及作用点：右侧水对闸门压力及作用点： 则闸门所受得静水总压力及作用点： 2-15倾角α=60°的矩形闸门AB上，上部OO’油深h31=1m，下部水深h2=2m，γ油=7.84kN/m，求作用于闸门上每米宽度的静水总压力及其作用点。 2-16坝的圆形泄水孔，装一直径d=1m的平板闸门，中心水深h=3m，闸门所在斜面α=60°，闸门A端设有铰链，B端钢索可将闸门拉开。当开启闸门时，闸门可绕A向上转动。在不计摩擦力及钢索、闸门自重时，求开启闸门所需之力F。闸门关闭时：，由合力矩定理，对A绞点处力矩平衡：解得3-1已知流速场，1）求（2，2，3）点的加速度；2）是几元流动？3）是恒定流还是非恒定流？4）是均匀流还是非均匀流？解：（1）； 代入得，则加速度为。（2）（3）（4）迁移加速度不为零，是非均匀流。3-3已知平面流动的速度分布为：，其中a为常数，求流线方程并画出若干条流线。流线上，即积分得.3-8输水管直径200mm，水银压差计读数hp=60mm,若此时断面平均流速v=0.84uA,求输水管中的流量（水银密度13600kg/m3）沿轴线取零势能面，取测压孔在断面轴线上的点和毕托管的驻点有：，其中，即代入数据解得 流量。3-12文丘里流量计测量密度为850kg/m3的12石油的流量，文丘里流量计的流量系数μ=0.95，水银压差计读数hp=15cm,求石油的流量（水银密度13600kg/m3）对断面1-1，2-2，以1-1为基准面：，即由连续方程：，即代入可解得，则流量3-17水泵运行时，进口真空表读数为3ｍ水柱，出口压力表读数28ｍ水柱，吸水管径400ｍｍ，压力管径300ｍｍ，流量180Ｌ/s，设水泵吸水和压力管路总水头损失hω＝８ｍ，求水泵扬程。 根据总流能量方程：，由题意，，，，由流量，代入数据求得2-23-27将一平板放在射流之中，并垂直0-0于射流轴线，该平板截取射流流量的一部分Q1，并引起了剩余射流部分的偏移角度θ,已知v＝30ｍ/s，Q＝36L/s，Q1=12L/s，1-1试求射流对平板的作用力及射流偏转角。取如图0-0，1-1，2-2间水体为隔离体，由伯努利方程易知：，；。由连续性方程：,代入数据解得 3-28嵌入支座内的一段输水管，其直径由d1＝1.5ｍ变化到d2＝1ｍ。当支座前的压强p1＝4at（相对压强），流量Q＝1.8ｍ3/s，试确定在渐变段支座所受的轴向力。不计水头损失。断面能量方程：，，由动量方程3-29水流通过变截面弯管，已知弯管管径dA＝25cm，dB＝20cm，流量Q＝0.12ｍ3/s，断面A-A的相对压强pA=1.8at，管子中心线均在同一水平面上，求固定此管所需的力。水头损失忽略不计。列A-A与B-B断面伯努利方程：,同一水平面，连续性方程 则可得。解得4-2试判明温度为20℃的水，以Q=4000cm3/s的流量通过直径d=10cm的水管时的流态。如要保持管内液体为层流运动，流量应受怎样限制？由层流运动条件：，可解得流速对应流量4-4利用管径75mm的管道输送重油。已知重油的重度为γ油=8.83kN/m3，运动粘度系数为v油=0.9cm2/s，如在管轴上装置带有水银比压计的毕托管，读得水银液面高差为hp=20mm，求重油每小时的流量。 毕托管由伯努利方程可知：代入已知数值可得雷诺数则断面流速，流量5-1有一薄壁圆形孔口，其直径d=10mm，水头H=2m。现测得射流收缩断面的直径d3c=8mm，在32.8s时间内，经孔口流出的水量为0.01m。试求孔口的收缩系数ε、流量系数μ、流速系数φ及孔口局部阻力系数ζ0.孔口自由出流：从而流速系数孔口局部阻力系数，从而 5-3水箱用隔板分为A、B两室，隔板上开一孔口，直径d1=4cm；在B室底部装有圆柱形外管嘴，其直径d2=3cm。已知H=3m；h3=0.5m，水恒定出流。试求(1)求h1、h2；(2)流出水箱的流量Q.隔板孔口流量,外管嘴处流量，取由题，恒定出流，，即解得则 '