流体计算题.doc

1、叉管间距L=0.07m的U形管放在车内。车等加速水平直线运动时，U形管两端高度差H=0.05m，求车此时的加速度。

2、滚动轴承的轴瓦长=0.5m，轴外径，轴承内径D=0.150m，其间充满动力黏度0.8Pa·s的油，如图所示。求轴以n=的转速匀速旋转时所需的力矩。

、

3、如图，在两块相距20mm的平板间充满动力粘度为0.065Pa·s的油，如果以1m/s速度拉动距上平板5mm，面积为0.5m2的薄板（不计厚度），求需要的拉力

4、用复式U形管差压计测量A、B两点的压力差。已知：，。水，水银内，。求。

5、有一敞口容器，长2米，高1.5米，等加速水平直线运动，求当水深分别为1.3米和0.5米时，使容器中的液体开始溢出的最大加速度。

6、有一敞口容器，长2米，高1.3 米，宽B=1m ，等加速水平直线运动，水深0.5米。求使容器中的液体开始溢出的加速度。

7、有一如图所示的容器等加速直线运动，、、=1m、=0.8m。问加速度为多少时，容器中间的壁面受到的液体总压力相等。

2分

8、有一敞口容器，长2米，高1.5米，宽B=1m ，水深为1.3米，等加速水平直线运动，求（1）使容器中的液体开始溢出的加速度。 （2）当加速度为 时，求水对后壁的作用力

9、有一敞口圆筒，筒高H=0.5m，直径D=0.3m　筒中水深h=0.4m。绕圆筒垂直轴心线旋转，求（１）转速为多少水面恰好达到容器上缘？（２）转速为多少筒底露出？
  (1)πD2/4·Zs·1/2=πD2/4·(H-h)

n=ω·60/2π=126r/min
(2)Zs=0.5
ω=(2gZs)0.5/r=20.87 n=ω·60/2π=199.4r/min

10、有一堤坝，其侧壁受到水的作用力；若水深H=4m，侧壁与水平面成角，求水作用在单位宽度侧壁上总压力的大小、方向及作用点。

总压力作用点 距液面深度2.67m
垂直指向壁面

11、有一容器如图：底部有一半球形突起，球半径为R=1m，距液面距离为h=3m，求液体（水）作用在半球面上的总压力。（不计大气的压力）

、水平方向力为零
垂直方向

12、有一封闭容器高h=0.3m，顶部有一半径R=0.1m的半圆柱，尺寸如图。若压力表读数为9.8KPa，求水对顶部半圆柱的总压力（容器宽度b取1m计算）。

水平分力为零

作用点方向如图

13、如图所示，水流稳定地通过一水平收缩弯管，已知截面①的压力表读数为，300mm，2m/s，截面②D2=100mm，试求螺栓所需承受的水平拉力。（不计流动损失）

作用力与反作用力,-1162N

14、高压水枪入口直径d1=0.04m，出口直径为d2=0.02m，以流量水平射向大气，并冲击在一平壁上，如图，若不计损失，求固定水枪的力和射出的水流对平壁的力。

(1)

作用力与反作用力 -141.33N
(2)

15、高压水枪入口直径d1=0.04m，出口直径为d2=0.02m，以流量水平射向大气，并冲击在一平壁上，如图，若不计损失，求固定水枪的力。
(1)

作用力与反作用力 -141.33N

16、如图所示甲、乙二容器，容器内液体密度为，甲容器出口射流冲击到平板上，正好堵住乙容器的出口后、沿板平行方向流出。若甲容器液深H，出口管径，乙容器出口管径，已知，求乙容器液深h？

17、有一水箱，底部有一出口管径d=0.03m喷嘴，喷嘴中心距水箱液面高度H=6m，喷嘴出流垂直射向一平板，求出流对平板的作用力（不计损失）。

18、如图平面放置的喷水器，水从转动中心进入，经转臂两端的喷嘴喷出。两喷嘴直径均为。喷嘴1和2到转动中心的臂长分别为和。若总流量。不计摩擦阻力、流动能量损失和质量力。
求（1）喷水器的转速n。
（2）若想固定喷水器，需多大力矩。

动量矩定理
（1）

（2）

19、嵌入水平支座的一段供水管，直径由D1=1.5m渐缩到D2=1m，支座前的表压力为p1=392kPa，流量qv=1.766m3/s,求水流对支座的作用力。 

作用力与反作用力 384092N

20、如图所示，水流稳定地通过900收缩弯管，已知截面①的压力表读数为，300mm，2m/s，截面②D2=180mm，试求水流对弯管的力。（不计流动损失）

286.5KPa
x方向

y方向

作用力与反作用力

21、流量为qv的大气中自由水流，以速度水平冲击在一倾斜放置的平板上（与地面夹角为θ），求板两侧的流量、，及水流对平板的冲击力（不计损失、及重力影响）。

22、一直径为2cm的喷嘴，安装在距离容器液面下H=4m处，如图喷嘴垂直向上喷出水射流，射流支持一个0.5kg质量的平板，该平板在无摩擦的导轨内垂直上下活动，忽略摩擦，求平板平衡时的高度h. ）

23、有一不可压缩平面流动，流函数，（1）证明流场连续；（2）证明存在速度势函数,并求速度势函数。

连续
无旋，存在速度势函数

24、若不可压平面流场的速度分布：、，（1）证明流场连续；（2）问流场有旋、无旋？（3）求流函数；（4）求A（1，1），B（2，2）两点间单位厚度上流量。

（1） 连续
（2） 有旋
（3）
（4）

25、有一不可压流体平面流动，，,（1）求其流函数；（2）证明是无旋流动；（3）求其速度势函数；（4）若流体密度，A(0,1)点压强为10Kpa，求B(1,2)点压强。

无旋

，,

26、有一不可压缩平面连续流动，速度分布为，。
（1）求常数a；（2）证明流场有旋流动（3）求流函数

有旋

27、不可压缩流体平面流动速度分布为，，
（1）证明满足连续性方程
（2）证明流动无旋，并求速度势函数。
（3）点（１，１）与点（0，3）是否在同一条流线上，为什么？

（1） 连续
无旋

不在同一条流线上

28、不可压流场的流函数为Ψ＝xy（１） 证明流动连续（2）证明流动无旋，并求速度势函数。

无旋

29、有一不可压流体平面流动，vx=x，vy＝﹣y ,（1）证明连续（2）求其流函数；（3）证明是无旋流动；（4）求其速度势函数

无旋

30、二维不可压有旋流场vx=yx2，vy=-xy2，
(1)证明流场满足连续
(2)求点（1,2）旋转角速度
(3)求流函数。
(4)求过A（1，1）B（2，2）两流线间单位宽度上的体积流量。

31、不可压缩流体平面流动速度分布为，，
（1）证明满足连续性方程
（2）证明流动无旋，并求速度势函数。
（3）求流函数。

连续
无旋

32、不可压平面流动速度势函数为，（1）证明流动连续;（2）点A(1,2)与点B（2，1）是否在同一条流线上？为什么？

连续

不在同一流线上

33、已知大容器中空气的温度为25○C，压强为60KPa，空气流从出口截面为10cm2的渐缩喷管中排出，试求在等熵条件下外界环境压力为40KPa、20 KPa时，出口截面处的速度和温度各为多少？（气体常数R＝287J/kg·K，绝热指数为k＝1.4）

34、有一贮气箱上接一个喉部面积10cm2，出口面积18cm2缩放喷管，箱内空气通过喷管绝能等熵排出。已知箱内温度t0=15○C，压力p0＝3×105Pa，气体常数R＝287J/kg·K，绝热指数为k＝1.4。试求最大质量流量。

喉部临界

35、某缩放喷管出口截面Ma=3，直径d2=0.2m，绝对压力p2＝5000Pa，空气温度t2＝-160○C。试按一元等熵流动计算Ma＝1时的温度、压力、密度和速度。

36、罐中空气的绝对压力p0＝700kPa，t0＝40°C，通过一个喉部直径d=25mm，出口截面直径d=40mm的拉伐尔喷管向大气喷射，若出口产生正激波，求此时质量流量。（R=287J/kg·K,k=1.4）
喉部临界

37、罐中绝对压力p0＝700kPa，t0＝40°C的气体，通过一个喉部面积10cm2,出口面积26cm2,的缩放喷管进行喷射，若在扩张段面积16cm2处产生正激波，求此时质量流量。（R=287J/kg·K,k=1.4）
扩张段激波，喉部声速，达临界

38、某缩放喷管出口截面Ma=3，直径d2=0.2m，绝对压力p2＝7000Pa，空气温度t2＝-70○C。
试按一元等熵流动计算Ma＝2截面上的温度、压力和密度。(气体常数为287J/(kg·k)，定熵指数为1.4)

39、已知大容器中空气的温度为500k，压力为200KPa，空气由喷管中等熵排出，若要出口压强为20kPa，应采用何种形式喷嘴？ 并求出此时速度、温度、密度。

缩放

40、有一空气气流，温度t0=25○C，压力p0＝3×105Pa，流速v=70m/s。若气体常数R＝287J/kg·K，绝热指数为k＝1.4，流动是绝能等熵的，求其对应的滞止温度、滞止压力、极限速度、临界温度

41、空气作等熵流动，在流场中第一点上的温度为50℃，速度为30m/s，压强为100kPa，在同一流线上第二点上的温度为30℃，求第二点上的速度、压强和马赫数各为多少？

42、绝对压力＝700kPa，＝60°C，马赫数Ma=0.5的气体绕流圆柱体，（1）求驻点温度、压强和密度。（2）求其对应的极限速度。（气体R=287J/kg·K,k=1.4）

43、直径，流量的水管道支撑在水平支座上，如图，其两分支管道内流量相同，直径，若A-A断面的压强为，不计损失，求固定支座的力。（12分）★

（1分）
（1分）
由伯努利方程

（3分）
y方向受力为零 （1分）
由x方向动量方程
（3分）

（2分）

水流对支座，固定支座. （1分）
44、有一水坝，两侧壁受到水的作用力；若两侧水深分别为H=4m，。侧壁与水平面成角，求水作用在单位宽度侧壁上总压力的大小、方向及作用点。（10分）★

1、左侧： 2分
总压力作用点 距液面深度2.67m 2分
右侧： 2分
总压力作用点 距液面深度1.33m 2分
总压力大小N 1分

距底部长1.8m 1分

垂直指向壁面 1分

2、
2分
2分
2分

1、有一堤坝，其侧壁受到水的作用力；若水深H=4m，侧壁与水平面成角，求水作用在单位宽度侧壁上总压力的大小、方向及作用点。（8分）★

4分
总压力作用点 距液面深度2.67m 3分
垂直指向壁面 1分

3、垂直煤气管道，截面1压力表读数10KPa，截面2压力表读数为多少？（若截面1、2高度差90m,煤气密度0.9,空气密度1.2）（6分）★

（1分）
（2分）
（2分）
（1分）

1、两水池隔墙上装一半球形堵头，如图。已知：球形堵头半径，U形测压管读数h=300mm。求：（1）水位差ΔH；（2）半球形堵头所受液体总压力的大小和方向。（8分）★

1、设左侧液面至测压管高度h’
2分
1分

2分
垂直方向 压力为零 2分
总压力为18.6KN,水平向左 1分

2、有一敞口圆筒，筒高H=0.5m，直径D=0.3m　筒中水深h=0.4m。绕圆筒垂直轴心线旋转，求（１）转速为多少水面恰好达到容器上缘？（２）转速为多少筒底露出？（7分）★

(1)πD2/4·Zs·1/2=πD2/4·(H-h) （2分）
n=ω·60/2π=126r/min （ 2分）
(2)Zs=0.5 （ 2分） ω=(2gZs)0.5/r=20.87 n=ω·60/2π=199.4r/min （1分）
3、平面不可压缩流体速度势函数 ，a为常数。（1）试证明流场连续；（2）求流函数，并求通过A(0,0)和B(1,1)两点间的单位宽度上的体积流量。（8分）★

3、
2分
连续 2分
2分
在点A(0,0) ： ，在点B(1,1) ：
过连接A(0,0)和B(1,1)两点的连线的直线段的流体流量为 2分
1、如图所示，水池壁面设一圆形放水闸门。若圆对过形心轴的惯性矩，求作用在圆形闸门上静水总压力和作用点D的位置。已知闸门直径d =0.8m，距离a=1m，闸门与自由水面间的倾斜角 。 （8分）★

4分
4分
2、一复式U形水银测压计，各液面的标高和A点的标高如图所示。求A点计示压强。（）（6分）★

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