流体力学计算题

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1、水水银题1图1、如图所示，用多管水银测压计测水箱表面的压强。图中高程的单位为m。试求水箱表面的相对压强。（水银的密度）题4图2、如图所示，密度的油在管中流动。用水银压差计测量长度的管流的压差，其读数为。已知管径，测得的油的流量，试求油的运动粘性系数。3、图示一密闭容器，上层为空气，中层为ρ=800kg/m3的石油，下层为ρ=1200kg/m3的甘油。试求：当测压管中甘油表面高程为9.14m时压力表G的读数。题型一：曲面上静水总压力的计算问题（注：千万注意方向，绘出压力体）1、AB曲面为一圆柱形的四分之一，半径R=0.2m，宽度（垂

2、直纸面）B=0.8m，水深H=1.2m，液体密度，AB曲面左侧受到液体压力。求作用在AB曲面上的水平分力和铅直分力。（10分）解：（1）水平分力：…….(3分)，方向向右（2分）。（2）铅直分力：绘如图所示的压力体，则……….（3分），方向向下（2分）。2．有一圆滚门，长度l=10m，直径D=4.2m，上游水深H1=4.2m，下游水深H2=2.1m，求作用于圆滚门上的水平和铅直分压力。解题思路：（1）水平分力：方向水平向右。（2）作压力体，如图，则方向垂直向上。3.如图示，一半球形闸门，已知球门的半径，上下游水位差，试求闸门受到的

3、水平分力和竖直分力的大小和方向。解：(1)水平分力：,，方向水平向右。（２）垂直分力：，由于左、右两侧液体对曲面所形成的压力体均为半球面，且两侧方向相反，因而垂直方向总的压力为0。4、密闭盛水容器，已知h1=60cm,h2=100cm，水银测压计读值。试求半径R=0.5m的半球盖AB所受总压力的水平分力和铅垂分力。解题思路：求液面的相对压强：相对压强为0的假想液面在实际液面上方h高度处（1）AB所受水平分力，方向水平向左。（2）铅垂分力：作曲面AB的压力体，则压力体为半球内的部分，方向垂直向上。相应的课后习题中的题目题型二：伯努利

4、方程结合连续性方程以及流体静力学关系式联合求解问题1、如图所示，文丘里流量计管道直径d1=200mm，喉管直径d2=100mm，水银差压计读数y=20mm，水银密度ρm=13.6×103kg/m3，忽略管中水头损失，试求管道输水流量Q。2、一吸水装置，水池N的水位不变，已知水位h1、h2和h3的值，若不计损失，问喉部断面面积A1和喷嘴断面面积A2满足什么关系才能使水从水池M引入管流中。解题示例：对池N的液面、喉部截面1列伯努利方程，有①…….(2分)对0-0和1-1断面列伯努利方程②…….(2分)当水刚好从水池M引入管流时的喉部压

5、强：③…….(2分)由②③可得，④…….(2分)由连续性方程，联立①④求解，得…….…….(4分)3、为测定汽油沿油管流过的流量，使油管有一段制成收缩的，水银压力计的两端分别连结油管的两处(如图示)。当汽油流过管子时压力计高度差为h，求汽油的流量大小。假定汽油为理想不可压缩流体，流动是定常的，油管的直径为d1，收缩处的直径是d2。4、用文丘里流量计和水银压差计计测石油管流的体积流量Q。已知D1=300mm，D2=180mm，石油的密度=890kg/m3，水银的密度=13600kg/m3，水银面高差Δh=50mm，流量系数=0.98

6、，试求石油流量Q。解：对1，2断面应用伯努利方程，有(1)则式中，Z和p都在轴线上取值。设截面1-1中心到右侧水银面高差为，则(2)化简得由于，(3)结果：5．如图所示，已知d1、d2,水银压差计中左、右水银面高差为,试求水流量Q。6、如图的装置测量输油管道中弯管和阀门的局部损失系数。管道的直径为，油的流量，密度为，水银的密度为，读得压差计左右两边的水银面高度差，求此处的局部损失系数。解：由题意：m/s列0-0和1-1的断面伯努利方程：（1）（2）由（1）、(2)得（3）由静力学关系：，将上式变形为（4）由（3）、(4)得：,略。

7、题型三：简单管路的计算1、有一虹吸管(如图)。已知管径d=10cm，h1=1.5m，h2=3m，不计水头损失，取动能校正系数α＝1。求断面c－c中心处的压强pc。     33.如图所示，在路基下设置一条钢筋混凝土倒虹吸管。已知管径d=1m，管长lAB=60m，lBC=80m，lCD=60m，上、下游水位差H=3m，进口局部阻力系数ζ进=0.5，弯管局部阻力系数ζ弯=0.12，出口局部阻力系数ζ出=1.0，钢筋混凝土管粗糙系数n=0.014，试求其流量Q.2.水塔经图示管道系统供水。已知供水流量Q=0.1m3/s,各段管长l1=l

8、2=100m,l2=50m,l3=200m,各段管道直径d1=d4=200mm(比阻a1=a4=9.029s2/m6),d2=d3=150mm(比阻a2=a3=41.85s2/m6),试求：(1)各并联管段的流量Q2，Q3；(2)水塔水面高度H。3