《湖北工业大学流体力学作业的答案版》由会员分享,可在线阅读,更多相关《湖北工业大学流体力学作业的答案版(4页珍藏版)》请在金锄头文库上搜索。
1、 .wd.1、油的重度为7800N/m3,求它的密度和比重。试求0.2m3此种油的质量和重量各为多少:7800N/m3;V0.2m3。解析:(1) 油的密度为 ;油的比重为 (2) 0.2m3的油的质量和重量分别为2、体积为5m3的水在温度不变的条件下,压力从1大气压增加到5大气压,体积减小了1L,求水的体积压缩系数和弹性系数值。:V5.0m3,p11.0105Pa,p25.0105Pa,V1L。解析:由(19)和(110)式,得水的体积压缩系数及弹性系数值分别为3、一块可动平板与另一块不动平板同时浸在某种液体中,它们之间的距离为0.5mm,可动板假设以 0.25m/s的速度移动,假设板间流体
2、中的速度分布是线性的,为了维持这个速度需要单位面积上的作用力为2N/m2,求这两块平板间流体的动力黏度。解:板间流体的速度梯度可计算为由牛顿切应力定律,可得两块平板间流体的动力黏度为4、流场的速度分布为,求流体在点2,1,4和时间t =3s 时的速度、加速度。解:代入点2,1,4和时间t=3,得速度值为代入点2、1、4与t=3的值,得加速度的值5、管道直径d=100mm,输送水的流量为10kg/s,水温为50C,水的运动粘性系数=1.5210-6m2/s,试确定管内水流的流态。如用这管道输送同样质量的石油,石油的密度=850kg/m3,运动粘性系数=1.14cm2/s,试确定石油的流态。解:5
3、0C时, 水的雷诺数Re为:,紊流石油:,层流1、封闭容器中水面的绝对压力为p1105kPa,当地大气压力为pa=98.1kPa,A点在水面下6m,试求:(1)A点的相对压力;(2)测压管中水面与容器中水面的高差。:p1=105kPa,pa=98.1kPa,h1=6m。解析:(1) 依据题意列静力学方程,得A点的相对压力为(2) 测压管中水面与容器中水面的高差为2、倾斜的矩形平板闸门,长为AB,宽b2m,设水深h8m,试求作用在闸门上的静水总压力及其对端点A的力矩。:b=2m,h=8m,h0=BE=4m,=AE=3m。解析:依据图意知 ;闸门面积为 。闸门所受的总压力为压力中心D距形心C的距离
4、为压力中心D距A点的距离为 静水总压力对端点A的力矩为3、多管水银测压计用来测水箱中的外表压力。图中高程的单位为m,当地大气压力为105Pa,试求水面的绝对压力p0。:所有尺寸见附图,当地大气压力为105Pa。解析:左右两侧的U型管,以及中部的倒U型管中1、2、3点所在的水平面均为等压面,依据题意列静力学方程第四章,第五章作业1. 有一输油管道,在内径为20cm的截面上流速为2m/s,求另一内径为5cm截面上的流速以及管道内的质量流量.油的密度为850kg/m3。解:d1=20cm=0.2m U1=2m/s d2=0.05m 根据连续方程,有所以U2=d12*U1/d22=32m/s =850
5、*0.01*3.14*2=53.38kg/s2如以以下图直立圆管管径为10mm,一端装有直径为5mm的喷嘴,喷嘴中心里圆管截面处的高度为3.6m,从喷嘴排入大气的水流出口速度为18m/s。不计摩擦损失,计算截面处所需的相对压强。解:d1=10mm=0.01m A1=(0.01/2)2*3.14=7.85e-5 m2.d2=5mm, A2=A1/4=1.92e-5 m2因为U2=18m/s,根据连续方程 U2*A2=U1*A1 U1=18/4=4.5m/s。根据伯努利方程有所以而端压力为空气大气压,相对压强为0。所以 182-4.52/2+9.8*3.6*1000=P1=1.87105Pa333
6、2 高压水管末端的喷嘴如图,出口直径d10cm,管端直径D40cm,流量Q0.4m3/s,喷嘴和管道以法兰连接,共用12个螺栓,不计水和管嘴的重量,求每个螺栓受力多少解:(1)由流量计算式,得(2)列喷嘴进出口的伯努利方程得 (3)设喷嘴对水流的反作用力为Rx,列动量方程,坐标系的方向为流体的流动方向,则每个螺栓受力为 4流量为0.06m3/s的水,流过如以以下图的变直径管段,截面处管径d1250mm,截面处管径d2150mm,、两截面高差为2m,截面压力p1120kN/m2,压头损失不计。试求:(1)如水向下流动,截面的压力及水银压差计的读数;(2)如水向上流动,截面的压力及水银压差计的读数
7、。解:Q=0.06m3/s,d1=250mm,d2=150mm,H=2m,p1=120kN/m2。 (1)由连续性方程,得(2)列出、两截面间的伯努利方程,基准面取在截面上;同时列出U型管的静力学方程,得 (3)如果水向上流动,并且不计压头损失,所得结果与上述一样。5水射流由直径d6cm的喷嘴垂直向上喷射,离开喷口的速度为15m/s,假设能支撑一块重100N的平板,射流喷射的高度Z为多少解:(1) 取管嘴出口至平板间的水体为分析对象,建设坐标系,方向垂直向上,设射流冲击平板时的速度为u2,根据动量方程则 (2) 列管嘴出口至平板间的伯努利方程,得所以 第六章 作业1.水平放置的毛细管粘度计,内
8、径d=0.5mm,两测点间的管长L=1.0m,液体的密度=999kg/m3,当液体的流量qv=880mm3/s时,两测点间的压降 p=1.0MPa,试求 该液体的粘度。解 :假定流动为充分开展的层流,由有关公式得=1.74310-3Pa.s由于=12842300,说明层流的假设是对的,计算成立。2.铁皮风管直径d400mm,风量Q1.2m3/s,空气温度为20,试求沿程阻力系数,并指出所在阻力区。解:而因为,所以流动处在水力粗糙管区。应用阿尔特索里公式计算沿程阻力系数3.铸铁输水管长1000m,直径d300mm,管材的绝对粗糙度1.2mm,水温10,通过流量Q100L/s,试求沿程压头损失。解: ;查莫迪图得