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时间:2020-10-03
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1、流体力学泵与风机-习题集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1-2: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。1-3.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)。1-4: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:
2、设甘油密度为,石油密度为做等压面1--1,则有1-5.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,闸门自动开启将代入上述不等式得1-6画出图中圆柱曲面上的压力体,并标明方向。1-7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,1-8.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,
3、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:作业解答1-10.一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:作业解答2-29.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
4、:作用点:合力例2-1如图所示,一矩形平板闸门AB,宽b=2m,与水平面夹角α=30°,其自重G=19.6kN,并铰接于A点。水面通过A点,水深h=2.1m,试求打开闸门的最大铅直拉力T。3-1:有一等直径的虹吸管:(1)试定性会出当通过实际水流时的总水头线和测管水头线;(2)在图上标出可能产生的负压区;(3)在图上标出真空值最大的断面。(1)总水头线和测压管水头线(2)全部都可能为负压区(3)A-A断面真空值最大3-21)试定性绘出当实际水流通过图示管道时的总水头线和测压管水头线;2〕在图上标注可能的负压区;3〕在图上标注真空值最大的断面。3-3:
5、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。3-4:烟囱直径d=1.2m,通过烟气流量,烟气密度,空气密度,烟囱的压强损失为了保证进口断面的负压不小于10mm水柱,试计算烟囱的最小高度H。(设进口断面处的烟气速度)解:以进口为1-1断面,出口为2-2断面,过1-1形心的水平面为基准面,列气体能量方程:(1)由题意又代人(1)
6、式,有其中代人得(烟囱的最小高度)3-5.水由水箱经一喷口无损失地水平射出,冲击在一块铅直平板上,平板封盖着另一油箱的短管出口。两个出口的中心线重合,其液位高分别为h1和h2,且h1=1.6m,两出口直径分别为d1=25mm,d2=50mm,当油液的相对密度为0.85时,不使油液泄漏的高度h2应是多大(平板重量不计)?解:建立水箱液面与喷口的能量方程,按照题意有,则水射流的速度为取图示射流边界为控制体,根据动量原理,平板对射流的作用力为此力即为射流对平板的作用力P1,此外,平板另一侧所受到的静止油液的总压力为P2,为保持平板对油箱短管的密封作用,须使
7、平板在水平方向保持静止状态,根据水平方向力的作用情况,则有即3-6:设管路中有一段水平(xoy平面内)放置的变管径弯管,如图所示。已知流量,过流断面1-1上的流速分布为,形心处相对压强,管径;过流断面2-2上的流速分布为,管径,若不计能量损失,试求过流断面形心处相对压强。[注:动能修正系数不等于1.0]。解:列1-1、2-2断面总流伯努利方程(1)代人(1)式得习题课4-11油管直径d=8mm,流量油的运动黏度,油的密度,水银的密度试求:(1)判别流态(2)在长度的管段两端,水银压差计读值。解(1)是层流(2)习题课4-22.水从水箱经水平圆管流出,
8、开始为层流。在保持水位不变的条件下,改变水的温度,当水温由底向高增加时,出流量与水温的关系为流量随水温的增高
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