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1、 . 三计算题 一、粘性1一平板在油面上作水平运动,如图所示。已知平板运动速度V=1.0m/s,板与固定边界的距离1mm,油的粘度0.09807Pas。试求作用在平板单位面积上的切向力。 2. 一底面积为, 质量为的木块,沿涂有润滑油的斜面向下作等速运动, 木 块运动速度,油层厚度,斜面角(如图所示),求油的动 力粘度。二静力学1设有一盛水的密闭容器,如图所示。已知容器内点A的相对压强为4.9104Pa。若在该点左侧壁上安装一玻璃测压管,已知水的密度1000kg/m3,试问需要多长的玻璃测压管?若在该点的右侧壁上安装一水银压差计,已知水银的密度Hg13.6103kg/m3,h1=0.2m,试问
2、水银柱高度差h2是多大? 2如图所示的半园AB 曲面,宽度,直径,试求曲AB 所受的静水总压力。3. 如下图,水从水箱经管路流出,管路上设阀门K,已知L=6m,=30,H=5m, B点位于出口断面形心点。假设不考虑能量损失,以O-O面为基准面,试问:阀门K关闭时,A点的位置水头、压强水头、测压管水头各是多少?O B OAHpa 4. 位于不同高度的两球形容器,分别贮有 的 油 和的盐水,差压计内工作液体为水银。,若B点压强,求A点压强 的大小。 5. 球形容器由两个半球面铆接而成,有8个铆钉,球的半径,内盛有水, 玻璃管中液面至球顶的垂直距离,求每个铆钉所受的拉力。 6设有一盛静水的密闭容器,
3、如图所示。由标尺量出水银压差计左肢内水银液面距A点的高度h1=0.46m,左右两侧液面高度差h2=0.4m,试求容器内液体中A点的压强,并说明是否出现了真空。已知水银的密度Hg13.6103kg/m3。7在储水容器垂直壁的下面,有一1/4圆柱面形的部件AB,该部件的长度L=0.8m,半径R=0.4m,水深H= 1.2m,试求水作用在部件AB上的总压力。8. 一矩形挡水平板如图所示,板宽5m ,板高6m,试求作用于平板上的静水总压力的大 小、方向及作用点。三、运动学1直径d为100mm的输水管中有一变截面管段,其最小截面的直径d0为25mm,若测得管中流量Q10L/s,求输水管的断面平均流速v和
4、最小截面处的平均流速v0 。四、动力学1已知二维流动 ,试求时通过点(1,1)的流线。2 已知二维流动,式中K为常数,试求流线方程 3. 设管路中有一段水平(xoy 平面内)放置的等管径弯管,如图所示。已知管径d=0.2m, 弯管与x轴的夹角, 管中过流断11 的平均流速,其形心处的相 对压强,若不计管流的能量损失,试求水流对弯管的作用R。 4. 一水平放置的渐缩管,水从大直径d1断面流向小直径d2断 面。 已知,不计摩擦,试求水流对渐缩管的轴向推力。 五、流体阻力与能量损失1设圆管直径d200mm,管长L=1000m,输送石油的流量Q=0.04m3/s,石油运动粘滞系数,试求该管段的沿程损失
5、hf。 2. 如图所示,水流由水箱经等直径管道恒定出流,d=5cm,H=5m,水箱至出口全部水头 损失 ,求管中流速和流量。 3. 通过水平圆管流出的液体流量为,其装置如图所示。 试证明流动为层流(不计局部损失)。 一、 明渠水流1、 有一梯形断面粘土渠道,已知底宽B=10米,均匀流水深H=3米,边坡系数m=1.0,土壤的粗糙系数n=0.02,通过的流量Q=39m3/s,试确定每公里长度上的沿程损失hf.解: A=(b+mh)h=39, =b+2=18.5, R=2.11, V=1.0m/s C=56.63 , hf=0.148m 2有一矩形断面混凝土渡槽,糙率n=0.014,底宽b1.5m,
6、槽长L120m。进口处槽底高程Z1=52.16m,出口槽底高程Z252.04m,当槽中均匀流水深h0=1.7m时,试求渡槽底坡i和通过的流量Q。 3某矩形断面渠道,渠宽b1.0m,通过的流量Q2.0m3/s,试判别水深各为1.0m和0.5m时渠中水流是急流还是缓流? 七有压管流1 设有一管路,如图所示,已知A点处的管径dA0.2 m,压强pA70 kPa;B点处的管径dB0.4 m,压强pB40 kPa,流速VB=1 m/s; A、B两点间的高程差=1 m。试判别A,、B两点间的水流方向,并求出其间的能量损失。 2. 用直径的虹吸管从水箱中引水,虹吸管最高点距水面, 上升段损 失,下降段损失。
7、若虹吸管允许的最大真空度 为, 那么该管最大流量是多少? 31. 油管的直径d=8mm,通过流量,在长度 l=2m 的管段两段,水银压差计读值,油的密度,水银的密度,求断面 平均流速和沿程损失。 34已知二维流动,式中K为常数,试求流场的加速度。35一圆弧闸门,宽度,圆心角, 半径,闸门转轴恰与水面齐平(如图示),求水对闸门的总压力的大小和方向。36设有一密闭容器,液面上的压强为0.5工程大气压,现在容器底部接一段管道,管长为4.0m,与水平面成30,出口断面直径d为50mm,若管道进口断面中心位于水下深度H为5m,管道系统总水头损失,求管道的出流量Q。 37有一管道,已知半径r015cm,测
8、得其流动时水力坡度J0.15,试求管壁处和离管轴r10cm处的切应力。 39有一梯形断面渠道水流为均匀流,已知通过的流量Q39m3/s,边坡系数m=1.0,底坡i=0.0002,底宽b=10m,水深h=3m,试求粗糙系数n(用曼宁公式计算)。 40如图所示,一水平管路突然扩大,已知直径d15cm,d210cm ,管中通过的流量Q0.02m3/s,试求该突然扩大管段的局部水头损失hj。41 试求图中A、B、C三点的相对压强及绝对压强大小,已知当地大气压强为。42. 水箱真空M的读数为,水箱与油箱的液面差,水银柱液面差,油的比重,求为多少米?44图示平面闸门AB,宽1m,倾角,左侧水深3m,右侧水
9、深2m,试求静水总压力大小、方向和作用点。 45.为了收集某渠道糙率n的资料,今测得流量Q=9.45m3/s,水深h0=1.20m。在长为L=200m的渠段内水面降落z=0.16m,已知渠道断面尺寸底宽b=7.0m,边坡系数m=1.5。求n值。 46设不可压缩流体平面无旋流动的流速势为 它是否满足流体的连续性条 件。 48. 输水管道直径d=50mm,流,水银压差计读值汞柱,沿程损失不计。试求阀门k的局部阻力系数。 49 一自重为9N的圆柱体,直径d149.4mm,在一内径D=150mm的圆管中下滑,若圆柱高度h150mm,均匀下滑的速度v46mm/s,求圆柱体和管壁间隙中油液的粘滞系数的值。
10、dDh 50 如下图,为测盛水密封容器中液面压强,在A点装一U型测压管,已知A点位于液面之下1.5米,H=2米。试求液面的压强p0,并说明是否出现真空。p0A paH 51在水渠中放置一水平底边的矩形闸门,如图所示。已知闸门宽度b5m,闸门高度H2.0m,闸门前水深H13m,闸门后水深H22.5m,求作用在闸门上的静水总压力的大小、方向和作用点。52图示一跨河倒虹吸圆管,管径d0.8m,长 l=50 m,两个 30。折角、进口和出口的局部水头损失系数分别为 1=0.2,2=0.5,3=1.0,沿程水头损失系数=0.024,上下游水位差 H=3m。若上下游流速水头忽略不计,求通过倒虹吸管的流量Q
11、 。 53已知二维流动 ,试求时流体质点在(1,1)处的加速度。 54设石油在圆管中作恒定均匀流,已知管径d10cm,流量Q500cm3/s,石油密度,运动粘滞系数,确定每米管长的沿程损失。55混凝土矩形渠道,已知水深h0.8m,底宽b1.2m,粗糙系数n0.014,通过的流量Q1.0m3/s,试求渠道的坡度。 56. 图示有一水平放置的三通水管, 干管,两支管, 干管,支管流量,断面11处的动水压强,断面11到22( 或33)的水头损失,求水流作用于支墩的力。57有一过水断面为矩形的人工渠道,其宽度B为1m,测得断面1-1和2-2处的水深h1、h2分别为0.4m和0.2m,若断面2-2的平均
12、流速为5m/s,试求通过断面1-1的平均流速V1和流量。 58. 有一圆柱形容器,内盛三种液体,上层为1=7.84KN/m3的油,中层2 =9.8KN/m3的水, 下层为3 =133.28KN/m3 的 汞。已知各层高度h均为1m ,容器直d=1.0m ,当地大气 压强pa =98KN/m2 ,试求: A、B点的相对压强 (用KN/m2表示) 59. 用的矩形闸门垂直挡水,水压力对闸门底部门轴的力矩等于多少? 60.有一梯形断面的渠道,其宣泄流量Q2.28m3/s,渠道底宽b2.5m,正常水深h1.0m,边坡系数m=1.0,壁面n0.025,试确定渠道的底坡i? 62. 某速度场可表示为试求:t=0时,通过点A(1,1)的流线。 63. 水流从水箱经水平管路流出,管道上设有一阀门K。已知H=2.0m,水平管路长20m,直径d=20mm,管路进口处的局部阻力10.5,阀门处22.0,沿程阻力系数0.04,确定管路的流量。