流体力学习题讲解(修).ppt

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1、流体力学-习题11-1．一底面积为45x50cm2，高为1cm的木块，质量为5kg，沿涂有润滑油的斜面向下作等速运动，木块运动速度u=1m/s，油层厚度1cm，斜坡角22.620(见图示)，求油的粘度。解：木块重量沿斜坡分力F与切力T平衡时，等速下滑【例1-2】长度L=1m，直径d=200mm水平放置的圆柱体，置于内径D=206mm的圆管中以u=1m/s的速度移动，已知间隙中油液的相对密度为d=0.92，运动黏度ν=5.6×10-4m2/s，求所需拉力F为多少？解】间隙中油的密度为（kg/m3）动力黏度为（Pa·s）由牛顿内摩擦定律由

2、于间隙很小，速度可认为是线性分布1-3:已知液体中流速沿y方向分布如图示三种情况，试根据牛顿内摩擦定律，定性绘出切应力沿y方向的分布图。1-4．试绘出封闭容器侧壁AB上的相对压强分布，并注明大小（设液面相对压强）。1-5:如图所示容器，上层为空气，中层为的石油，下层为的甘油，试求：当测压管中的甘油表面高程为时压力表的读数。解：设甘油密度为，石油密度为做等压面1--1，则有1－6.某处设置安全闸门如图所示，闸门宽b=0.6m，高h1=1m，铰接装置于距离底h2=0.4m，闸门可绕A点转动，求闸门自动打开的水深h为多少米。解：当时，闸门自

3、动开启将代入上述不等式得1－7画出图中圆柱曲面上的压力体，并标明方向。1－8有一盛水的开口容器以的加速度3.6m/s2沿与水平面成30o夹角的斜面向上运动，试求容器中水面的倾角.由液体平衡微分方程将以上关系代入平衡微分方程，得：在液面上为大气压，2021/9/810【1-9】如下图所示测量装置，活塞直径d=35㎜，油的相对密度d油=0.92，水银的相对密度dHg=13.6，活塞与缸壁无泄漏和摩擦。当活塞重为15Ｎ时，h=700㎜，试计算Ｕ形管测压计的液面高差Δh值。【解】重物使活塞单位面积上承受的压强为列等压面１—１的平衡方程解得Δh

4、为：2021/9/8112021/9/812【1-10】用双Ｕ形管测压计测量两点的压强差，如下图所示，已知h1=600mm，h2=250mm，h3=200mm，h4=300mm，h5=500mm，ρ1=1000㎏/m3，ρ2=800㎏/m3，ρ3=13598㎏/m3，试确定Ａ和Ｂ两点的压强差。【解】根据等压面条件，图中1—1，2—2，3—3均为等压面。可应用流体静力学基本方程式逐步推算。P1=pA+ρ1gh1p2=p1-ρ3gh2p3=p2+ρ2gh3p4=p3-ρ3gh4pB=p4-ρ1g(h5-h4)2021/9/813逐个将式子

5、代入下一个式子，则pB=pA+ρ1gh1-ρ3gh2+ρ2gh3-ρ3gh4-ρ1g(h5-h4)所以pA-pB=ρ1g(h5-h4)+ρ3gh4+ρ3gh2-ρ2gh3-ρ1gh1=9.806×1000×（0.5-0.3）+133400×0.3-7850×0.2+133400×0.25-9.806×1000×0.6=67876（Pa）2021/9/8141－11.如图所示盛水U形管，静止时，两支管水面距离管口均为h，当U形管绕OZ轴以等角速度ω旋转时，求保持液体不溢出管口的最大角速度ωmax。解：由液体质量守恒知，管液体上升高度与

6、管液体下降高度应相等，且两者液面同在一等压面上，满足等压面方程：液体不溢出，要求，以分别代入等压面方程得：1－12．一个圆锥体绕其铅直中心轴等速旋转，锥体与固定壁的间距为δ＝1mm，全部为润滑油充满，μ＝0.1Pa.s，当旋转角速度ω＝16s－1，锥体底部半径R＝0.3m,高H＝0.5m时，求：作用于圆锥的阻力矩。解：取微元体，微元面积：切应力：阻力：阻力矩：1-13．如图，，上部油深h＝1m，下部水深h1＝2m，求：单位宽度上得静压力及其作用点。解：作用点：合力3–1：如图所示射流泵，将蓄水池中的水吸上后从出水管排出。已知：H=

7、1mh=5mD=50mm喷嘴d=30mm不计摩擦损失求：1、真空室中的压强p2，2、排出水的流量qV。解：取5个过流断面如图。对1—1，3—3断面列伯努利方程得：则：由连续方程知：即：再对1—1，2—2断面列伯努利方程得：解得：真空室压强p2低于大气压，降至0.345105Pa后，蓄水池中的水被压上来。流量为：v—吸水管中的流速对4—4和5—5断面列伯努利方程求v:解得：排出水的流量：3－2：注液瓶为了使下部管口的出流量不随时间而变，在上部瓶塞中插人通气管，试分析出流量恒定的原理和调节。调节:水面不低于通气管下端处，即水面高度不小于

8、a，流量恒定。原理：出流时，水面下降，但通气管下端处的压强维持为大气压，即通过该处的水平面维持为零压面，由，因为不变，所以流量恒定。2021/9/824【3-3】水流通过如图所示管路流入大气，已知：Ｕ形测压管中水银柱高差