流体力学答案.pdf

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1、流体力学习题和解答 习题一流体力学性质1.15℃的空气在直径200mm的圆管中流动，假定距管壁1mm处的速度为0.3m/s，试求每米管长上的摩擦阻力。2.如图所示，已知动力润滑轴承内轴的直径D＝0.2m，轴承宽度b=0.3m，间隙＝0.8mm,＝0.245Pas间隙内润滑油的动力粘度,消耗的功率P=50.7W,试求轴的转速n为多少？[2830rpm]题2图题5图3.直径为0.46m的水平圆盘，在较大的平板上绕其中心以90rpm的转速旋转。已知两壁面间的间隙为0.23mm，间隙内油的动力粘度为0.4Pa·

2、s，如果忽略油的离心惯性的影响，试求转动圆盘所需的力矩？324.两平行平板之间的间隙为2mm，间隙内充满密度为885kg/m、运动粘度为0.00159m/s的油，试求当两板相对速度为4m/s时作用在平板上的摩擦应为多少？5.如图所示，活塞直径d=152.4mm,缸径D=152.6mm，活塞长L=30.48cm,润滑油的运动粘42度＝0.914410m/s,密度ρ=920kg/m3。试求活塞以v＝6m/s的速度运动时，克服摩擦阻力所消耗的功率。6.重500N的飞轮的回转半径为30cm，转速为600rpm，

3、由于轴承中润滑油的粘性阻滞，飞轮以0.02rad/s2的角减速度放慢，已知轴的直径为2cm，轴套的长度为5cm，它们之间的间隙为0.05mm，求润滑油的动力粘度。7.内径8mm的开口玻璃管，插入20℃的水中，已知水与玻璃的接触角＝10o，试求水在玻璃管中上升的高度。08.内径8mm的开口玻璃管，插入20℃的水银中，已知水银与玻璃的接触角约为140，试求水银液面在管中下降的高度。[1.36mm]1习题二流体静力学1.如图所示，用U形管测压计测量管道A、B中的压强差，若A管中的压强为552.74410Pa，B

4、管中的压强为1.37210Pa，试确定U形管中两液面的高度差h为多少。h0.252.如图所示，U形管测压计和容器A连接，若各点的相对位置尺寸1m，h21.61m，h31m，试求容器中水的绝对压强和真空。题1图题2图3.如图所示，如果要测量两个容器的压强差，将U形管的两端分别和两个容器连接起来，h若已测出U形管两支管的水银液面的高度差h＝200mm及A、B两点的高度差s＝33100mm，油的密度1＝830kg/m，水银的密度2＝13600kg/m，试求A、B两点的h压强差为多少。如果s＝0时，A、B

5、两点的压强差与h的关系式怎样？4.如果两容器的压强差很大，超过一个U形管的测压计的量程，此时可以将两个或两个hh以上的U形管串联起来进行测量，如图所示。若已知1=60cm，251cm，油的密度331＝830kg/m，水银的密度2＝13600kg/m。试求A、B两点的压强差为多少。题3图题4图h5.一圆形容器，直径d＝300mm，高H＝500mm，容器内水深1＝300mm，容器绕其中心轴等角速旋转,试确定下述数据。2n水正好不溢出时的转速1.n旋转抛物面的自由液面的顶点恰好触及底部时的转速2，容器停止旋转

6、、h水静止后的深度2为多少？题6图题7图d6.液体式转速计如图所示，中心圆筒的直径为1，活塞的质量为m，与其连通的两根细d管的直径为2，内装水银，细管中心线距圆筒中心轴的距离为R。当转速计转动时活塞可带动指针上下移动。试推导活塞的位移和转速n之间的关系式。37.一圆筒形容器，高H＝0.7m，半径R＝0.4m，内装体积V＝0.25m的水，圆筒中心通大气，顶盖的质量m＝5kg。试求当圆筒绕中心轴以角速度＝101/s旋转时顶盖螺栓的受力F。8.设有不可压重流体，盛在直立的圆柱形容器内，以等角速度绕圆柱轴线稳定旋

7、转。若已知流体静止时液面的高度为h，圆柱半径为a，不计大气压强，试求：（1）流体内部的压强分布；（2）自由表面的形状；（3）容器底部受的总压力。习题三流体运动学1．流体质点在定常流场内运动，流体质点是否具有加速度，为什么?222．设流场为：uXt，vYt，w0。试求流场的流线，流体质点的轨迹和加速度，并以拉哥朗日变数表示质点的速度和加速度。3．设流场为：uky，vk(xt)，w0，其中k和均为常数。试求：t=0时经过点M(a，b，c)的流线及t=0时经过M(a，b，c)处的流体质点的轨迹，最

8、后考虑0时的情形。4．二维流场ua,vkyt，试决定其流线与轨迹。5．设流场的速度分布为：kykxu，v，w0，2222xyxy3其中k为常数，试求流线、轨迹和流体质点的加速度。6．已知二维流动：ux,vy，试求流线方程和通过点（2，3）的流线。7．一定常流管，其中心线上的流速在40cm的一段距离内由14m/s变为15m/s。若变化是均匀的，求这段上起点和终点的对流加速度。