流体力学-学习指南

流体力学-学习指南一、某流动可以用平面速度场yxayeaxetx22),(描述．试列出流线方程，并画出通过点A(mymx4,5.0)的特定流线的形状．二、通过管道从一个大容器中取水．为了提高流量，在管端安装一个扩散器．在管内任何地方压力都不应低于minp否则会产生气穴现象．问a)扩散器的横截面AD最大允许有多大?b)单位时间的流量Q是多少？c)如果去掉扩散器，管道的最高点①能抬起的最大高度*h是多少?三、流体通过变截面管道从一个大容器中流出．问在垂直管中的液面高度1z和2z是多少?四、通过横截面为AR的管子从上面的大容器中给下面的梯形容器(深为f)灌水．a)为了不使管子中的压力Dp不足，管子最多允许高出大容器液面多高?b)何时下面容器中达到h(t)＝H/2?c)当达到h(t)＝H/2时，下容器的阀门将打开。为了液面不继续升高，阀门的横截面积Av应有多大?五、用泵通过一个开孔为容器港水，通过底部的漏洞排水。a)定常液面高度H是多少？b)这时通过漏洞的体积流量损失有多少?c)现在卸去泵并将入口关闭，容器流空的时间有多长?六、水柱从大容器的出口管射向可转动的悬挂平板〔重量为G)．a)求作为坐标z之函数的管BC中的压力。b)求当水柱射至平板时，板的偏离角。七、在水平面中，水柱以角度和速度0射向墙面.水柱的深度h=const．a)求两个分流水柱的速度1和2．b)求两分流水柱的宽度b1和b2．c)施加于墙面的法向力有多大?八、在容积为1．77m3的气瓶中，原来存在有一定量的CO，其绝对压强为1.034bar，温度为21℃。后来又用气泵输入1.36kgCO，测得输入后的温度为24℃，试求输入后的绝对压强是多少？(10分)九、汽化器喉部真空度用水银U型计测得h＝70mmHg，如果空气温度为15℃．外界为1个标准大气压，试求汽化器喉部空气的绝对压强及重度。十、以平均速度sm/15.0流入直径为D＝2cm的排孔管中的液体，全部经8个直径d＝lmm的排孔流出，假定每孔出流速度依次降低2%，试求第一孔与第八孔的出流速度各为多少?十一、在实验室中用l＝20的比例模型研究溢流堰的流动。(1)如果原型堰上水头h＝3m,试求模型上的堰上水头；(2)如果模型上的流量Q＝0.19m3/s，试求原型上的流量；(3)如果模型上的堰顶真空度hv＝200mm水柱，试求原型上的堰顶真空度。十二、管径d=5cm，管长l＝6m的水平管中有比重为0.9的油液流动，水银差压计读数为h＝14.2cm，3分钟内流出的油液重量为5000N，试求：油的动力粘度。十三、水箱水面距地面为H，在侧壁何处开口，可使射流的水平射程为最大？maxx是多少？十四、两固定平行平板间隔为＝8cm，动力粘度＝1.96Pa·s的油在其中作层流运动。最大速度为maxu＝1.5m/s，试求：(1)单位宽度上的流量；(2)平板上的切应力和速度梯度；(3)l＝25m前后的压强差及z＝2cm处的流体速度。十五、已知标准大气压下海平面处的海水密度为1025kg/m3，海水体积弹性模数的平均值为23400bar，海底绝对压强为817bar，试求海底处海水的密度。十六、潜艇内的水银气压计读数a＝800mm，多管水银差压计读数b＝500mm，海平面上水银气压计读数为760mm，海水重度为10055N/m3，试求潜艇在海面下的深度H。(15分)十七、管路AB在B点分为BC、BD两支，已知dA＝45cm、dB＝30cm、dC＝20cm，dD＝15cm，smA/2，smC/4，试求D和B。十八、原型号的溢流阀直径D＝25mm，最大开度x＝2mm时压强差p＝10bar．流量Q＝5L/s，轴向作用力P＝150N。用同样液体为工质，准备研制一种新型号溢流阀，使其流量增大四倍而其压强差只增大两倍，并保证二者力学相似。试问新型号溢流阀的直径D是多大?最大开度多少？在最大开度时的轴向力多少?十九、用d＝6mm,l＝5m的油管向发动机供应润滑油，油的运动粘度为＝1.5cm2/s，流量为Q=0.4cm3/s，润滑油管末端为大气压，试确定油面高度h。二十、水从薄壁孔口射出，已知H＝1.2m，x＝1.25m，y＝0.35m，孔口直径d＝0.75cm，5分钟内流出的质量为40kg。试求孔口的出流系数。二十一、相距0．01m的平行平板间充满＝0.08Pa·s的油，上板运动速度为U＝lm/s，在80m的距离上，压强从17.65×104Pa降到9.81×104Pa。求u＝u(z)的速度分布规律，并由此计算单位宽度上的流量及上板的切应力。答案一、二、三、解：利用托里拆利流出公式得到流出速度四、解：a)由托里拆利公式(对大容器)得到点③处的流出速度五、六、七、八、[解]原质量为M1，输入的质量为M，输入后的质量为M2，则CO的质量关系为九、十、十一、[解]水工结构的重力流应当用富鲁德模型法，其基本比例十二、十三、十四、【解】（1）根据纯压差流的流量公式可知单位宽度上的流量十五、十六、十七、[解]十八、十九、二十、[解]按平抛运动所得到的流速系数二十一、[解]速度分布规律