第三部分流体运动学与动力学练习题

13-1.已知流场的速度分布为问（1）属于几维流动？（2）流动是否定常？（3）（，，）=（1，2，3）点的加速度。3-2.已知流场的速度分布为问（1）属于几维流动？（2）流动是否定常？（3）（，，，）=（2，2，3，1）点的加速度3-3.设平面不可压缩流体的速度分布为其中为常数，试求加速度。3-4.某一平面流动的速度分量为：，，试求该流动的流线蔟及在瞬时通过点P（-1，-1）的流线。3-5.在一平面流动的流场中，已知速度分量为：，，试求流线方程并判断流动方向。3-6.已知平面流动的速度分布规律为式中为常数，求流线方程3-8.不可压缩流体各流场的速度分布如下，试判断流动是否存在（连续）：2（1），，（2），，（3），（4），3-10.一不可压缩流体的流动，方向的速度分量为。方向的速度分量为零，设方向的速度分量为，且时，，求方向的速度分量，设a，b为常数。3-11.已知流体质点在坐标原点上的速度为零，且、方向的速度分量分别为，，问能构成不可压缩流体可能运动的方向的速度分量应是什么?3-12.用皮托管和静压管测量管道中水的流速，如图3-28所示。若U形管中的液体为四氯化碳，并测得液面差=350mm，试求管道中心的流速为多少?图3-283-13.若原油在管道截面A处以2.4m/s的流速流动，如图3-29所示。不计水头损失，试求开口U形管C内的液面高度。图3-2933-14.如图3-30所示，管中流量=48m3/h，管道直径=75mm，要使图中两块压强表的读数相同，不计水头损失，收缩处的直径应为多少?图3-303-15.水在竖直管道中流动，如图3-31所示。已知在管径=0.3m处的流速为2m/s，要使两压强表读数相同，渐缩管后的直径应为多少?图3-313-16.空气以流量=2.12m3/s在管中流动，空气密度=1.22kg/m3，如图3-32所示。若使水从水槽中吸入管道，试求截面面积的值应为多少?图3-3243-17.计算图3-33中在下列两种情况下A点的计示压强：（1）管道出口有喷嘴时（如图示）；（2）管道出口无喷嘴时。图3-333-18.水在如图3-34无摩擦的管道系统中流动，若水的汽化压强为7367Pa（abs.），大气压强为99974Pa，水的密度=992kg/m3，试求保证水在管中不发生汽化的最大高度和最小直径。图3-343-19.一水泵向密闭水箱中输送60℃的水，并沿管道流入大气，如图3-35所示。若保持箱内水位不变，管道收缩截面的直径25mm，求在此处发生汽化时，水箱上压强表的读数（大气压强为93.7kPa）。图3-3553-20.在管道上装一倒置U形管，如图3-36所示。上部为800kg/m3的油，用来测定水管中的A点流速。若读数=300mm，求管中流速。图3-363-21.温度20℃的水经过50mm的喷嘴流入大气，其余各数据如图3-37所示，试求通过喷嘴的流量。图3-373-23.水流经喷嘴流入大气，已知管道直径为150mm，喷嘴出口直径为75mm，U形管水银差压计的读数如图3-38示。试求在管道上的压力表的读数。3-24.水流经喷嘴流入大气，管道直径、喷嘴直径和水银差压计读数如图3-39所示。求通过喷嘴的流量。图3-3963-25.有一输水管道如图3-40所示。若水的汽化压强为10.3kPa，大气压强为l00kPa，为保证水在管道系统不发生汽化，求管道出口最大的直径为多少?图3-403-26.离心风机可采用集流器测量流量，如图3-41所示。已知风机吸入侧管道直径350mm，插入水槽中的玻璃管上升高度l00mm，空气的密度1.2kg/m3，求空气流量。图3-413-27.一变直径水平放置的90°弯管，如图3-42所示。已知200mm，100mm，管中水的计示压强200kPa，流量226m3/h。求水流对弯管管壁的作用力。图3-4273-28.在如图3-43所示的动量实验装置中，喷嘴将水流喷射到垂直壁面。已知喷嘴出口直径为10mm，水的密度为1000kg/m3，并测得平板受力为100N。试确定射流的体积流量。图3-433-29.不可压缩流体平面射流冲击在一倾斜角为的平板上，如图3-44所示。射流速度为，方向单位宽度对应的射流面积为，射流流体均处于环境压力。在不考虑摩擦（即视为理想流体）和重力的情况下，转折流速度。利用连续性方程和动量方程证明，方向单位宽度对应的转折流面积、和斜平板对射流的反作用力分别为（提示：由于无摩擦，故平板对射流的反作用力沿板的法线方向，即在图示坐标下）图3-4