工程流体力学复习

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1、1、、、图示一平板在油面上作水平运动、图示一平板在油面上作水平运动，，，已知运动速度，已知运动速度u=1m/s，，，板与固定边界的距离，板与固定边界的距离δδδ=1，，，油的动力粘度，油的动力粘度μμμ＝μ＝＝＝1.147Pa1.147Pa1.147Pa·1.147Pa···ssss，，，，由平板所带动的油层的运动速度呈直线分由平板所带动的油层的运动速度呈直线分布布布，布，，，求作用在平板单位面积上的粘性阻力为多少求作用在平板单位面积上的粘性阻力为多少？？？du132解：τ=µ=.1147×=.1147×10N/m−3dy1×102、、、如图所示活塞油缸、如图所示活塞油缸，，，其直径，其

2、直径D＝＝＝12cm，，，活塞直径，活塞直径d＝＝＝11.96cm，，，活塞长度，活塞长度L＝＝＝14cm，，，油的μμμ＝μ＝＝＝0.65P，，，当活塞移动速度为，当活塞移动速度为0.5m/s时时时，时，，，试求拉回活塞所需的力试求拉回活塞所需的力F=？？？解：A＝πdL,μ＝0.65P＝0.065Pa·s,Δu＝0.5m/s,Δy=(D-d)/2du−2−25.0F=µA=.0065×.314×.1196×10×14×10×=.855N−2dy(12−.1196)×1023、、、如图所示的U形管中装有水银与水，，，试求，试求：：：（（（1）））A、、、C两点的绝对压力及表压各为多少？

3、？？（（（2）））A、、、B两点的高度差为多少？？？解：①pA表＝γh水＝0.3mH2O＝0.03at＝0.3×9800Pa＝2940PapA绝＝pa+pA表＝（10+0.3）mH2O＝1.03at＝10.3×9800Pa＝100940PapC表＝γhghhg+pA表＝0.1×13.6mH2O+0.3mH2O＝1.66mH2O＝0.166at＝1.66×9800Pa＝16268PapC绝＝pa+pC表＝（10+1.66）mH2O＝11.66mH2O＝1.166at＝11.66×9800Pa＝114268Pa②30cmH2O＝13.6hcmH2O⇒h＝30/13.6cm=2.2cm4、、、

4、油罐内装相对密度、油罐内装相对密度0.8的油品，，，下有底水，下有底水，，，为测定油深及油面上的压力，为测定油深及油面上的压力，，，装置如图所示的U形管水银压力计，，，测得各液面位置如图，测得各液面位置如图。。。试确定油。试确定油面高度H及液面压力p0。。。解：13.6×0.5-0.8＝6mH2O6-1.6＝6-0.4－d油HH＝（1.6-0.4）/d油＝1.5m4P0＝6-1.6mH2O＝4.4mH2O＝0.44at＝4.312×10Pa（表压）5、、、欲测输油管上、欲测输油管上A、、、B两点的压差，，，使用，使用U形管压差计，，，内装水银，内装水银，，，若读数，若读数h＝＝＝360m

5、m，，，油的相对密度，油的相对密度0.78，，，则，则则则pA－－－pB＝？pA−γ油hA=pB−γ油hB+γHg∆h⇒pA−pB=γHg∆−hγ油(hB−hA)解：p−p=γ∆−∆=hγh13.6γ∆−h0.78γ∆=hABHg油水水−3(13.60.78980036010−)×××=45228.96Pa=0.46at16、、、利用装有液体并与物体一起运动的、利用装有液体并与物体一起运动的U形管量测物体的加速度，，，如图所示，如图所示。。。U形管直径很小，，，L＝＝＝30cm，，，h＝＝＝5cm。。。求物体加速度a为多少？？？a解：自由液面方程：z=−xsgaz=−xs11ga

6、z=−xs22g其中，x1＝－15cm，x2＝－15cm，zs1－zs2＝h＝5cm2zs1－zs2＝－a（x2－x1）/g⇒a＝gh/L=9.8×0.05/0.3=1.63m/s7、、、在一直径、在一直径D＝＝＝300mm、、、高、高高高H＝＝＝500mm的圆柱形容器中注入水至高度h1＝＝＝300mm，，，然后使容器绕其垂直轴旋转，然后使容器绕其垂直轴旋转。。。试决定能使水的自由液面到达容。试决定能使水的自由液面到达容器上部边缘时的转数n1。。。当转数超过n1时时时，时，，，水开始溢出容器边缘水开始溢出容器边缘，，，而抛物面的顶端将向底部接近，而抛物面的顶端将向底部接近。。。试。

7、试试试求能使抛物面顶端碰到容器底时的转数n2，，，在容器静止后水面高度，在容器静止后水面高度h2将将将为多少？？？22ωr解：自由液面方程：z=s2g22241ωR2πωR注：抛物体的体积是同底同高圆柱体体积的一半V=⋅πR=抛22g4g222①πRH−V=πRh⇒V=πR(H−h)抛1抛124()πω1R24gH−h1=πR(H−h)⇒ω==2πn1114gR()()−3gH−h18.9×500−300×10n==.297r/s=