第一章緒論

1-6.圖示為一水平方向運(yùn)動(dòng)的木板，其速度為1%,平板浮在油面上，油深3=Tmm,油的幺=（）.09807,

求作用于平板單位面積上的阻力？

r=/7—=0.09807x—=98.07Pa

dy0.001

1—7.溫度為20℃的空氣，在直徑為2.5cm管中流動(dòng)，距管壁上1mm處的空氣速度為3cm/'s。求作用于

單位長(zhǎng)度管壁上的粘滯切應(yīng)力為多少？

解：f=//A—=().0183xIO與*2.5x10~2^x1x3x10-2/10-3=4.3x\0-5N/m

dy

1—8.一底面積為40x45cm,高為1cm的木板，質(zhì)量為5奴，沿著涂有潤(rùn)滑油的斜面等速向下運(yùn)動(dòng)，已知

y=l/，3=]〃〃〃，求泄滑油的動(dòng)力黏度？

［解］T-GSina=0

5525

所以T=GSma=G—=5xgx—=—g

131313

但7=4吟=0.40x0.45〃就y=180〃

25x9.807八…八

所以u(píng)=---------=0A05Pas

13x18()

第二章流體靜力學(xué)

2—6.封閉容器水面的絕對(duì)壓強(qiáng)〃0=107.7爪%2,當(dāng)?shù)卮髿鈮簭?qiáng)心=98.07K%2,試求（D水深a=0.8〃?

的A點(diǎn)的絕對(duì)壓強(qiáng)和相對(duì)壓強(qiáng)？（2）若容器水面距基準(zhǔn)面高度Z=5〃z,求A點(diǎn)的測(cè)壓管高度和測(cè)壓管水頭.

并圖示容器內(nèi)液體各點(diǎn)的測(cè)壓管水頭線；（3）壓力表M和酒精（Z=7.944K%2）測(cè)壓計(jì)h的讀數(shù)值？

鱉T

Po

szh

儲(chǔ)

.JLo

A

［解］(1)力=%+鴻=107.7+9.807x0.8=115.55”蹙

PA=p'A-pa=115.55-98.07=17.48K%2

/一八J7.48

(2)=1.78〃?

~y9.807

H〃=Z.+4=5+1.78=6.78〃?

(3)J%=p「p“=107.7-98.07=9.63KN/^

PM9.63

h=3-=-----=1.21w

y7.944

2—16.已知水箱真空表"的讀數(shù)為0。98kPa,5m,水銀柱差h>=0.2m,

。油=800kg/m3,求々為多少米？

解：取等壓面1-1,則

乙一尸+/g（"+%+也）=2+2油#4+夕施g月

一夕〃遇〃2+尸一/g（"+也）

(夕一「油)g

133280x0.2+980-9800x(1.5+0.2)

=5.677/

(1000-800)x9.8

2—20o圖為傾斜水管上測(cè)定壓差的裝置，已知z=20cm,壓差計(jì)液面之差〃=12cm,求當(dāng)（1）q=920kg/m3

的油時(shí)；（2）0為空氣時(shí);48兩點(diǎn)的壓差分別為多少？

P,-pgh=PB-pgZ-p.gh

解：(1)取等壓面1一1PH-PA=p］gh+pgZ-pgh

=920x9.8x0.12+9800x(0.2-0.12)=1865.92P。

(2)同題⑴可得『刖二戶廠好

PH-PA=pgZ-pgh=9800x(0.2-0.12)=784Pa

2—36.有一圓滾門，長(zhǎng)度/=10m，直徑。=4/〃，上游水深耳=4〃?，下游水深”2=2〃?，求水作用于圓滾門上

的水平和鉛直分壓力？

［解］2=--

=^X9.807X10X(42-22)=590KN

3,

2

p：=yV=yAl=y—7iRl

3

=-^-x9.807x4x10=920^

4

2—44o一灑水車以等加速度a=0.98〃〃s2在平地上行駛，水車靜止時(shí)，B點(diǎn)位置屆=1.5切,h=\m,求運(yùn)

動(dòng)后該點(diǎn)的靜水壓強(qiáng)。

A4a.、工、,0-r飛z=--x=-1^25x(-1.5)=0.15n

解：由自由液面萬(wàn)程可得g9.8

川=〃+2=1+0.15=1.15加

故B點(diǎn)的靜水壓強(qiáng)為1。151nH?0

2-47在廬30cm,高發(fā)50cm的圓柱形容器中盛水，斤30cm,當(dāng)容器繞中心輻等角速度轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，求使水恰好上升

、/10

到//時(shí)的轉(zhuǎn)數(shù)。

解：。點(diǎn)的位置z'=(77-/i)+z=0.2+z=

2222

加」R4n2CDRZ'C「CORC”

---------=TCR~zz=-----=—=0.2"?z=2z=-----=0.4/7/

4g4g2@2g

解得o=297radIs〃=五'6°=USrad/m

【結(jié)論】未轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的水位在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)最高水位與最低水位的正中間

第三章一元流體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)

3-1o直徑為150mm的給水管道，輸水量為980.72N//?,試求斷面平均流速。

解：由流量公式Q=/nVl注意：（EV/力fAg/s=>Q=夕必）

v=_2_得：v=1.57^/5

pN

3—2.斷面為300mm義400mm的矩形風(fēng)道，風(fēng)量為2700m7h,求平均流速.如風(fēng)道出口處斷面收縮為150mmX

400mm,求該斷面的平均流速

解：由流量公式。=必得：u=2

由連續(xù)性方程知匕A二彩4得：V2=12.5/72/5

3-3.水從水箱流經(jīng)直徑&二10^)2二5輸,€13=2。5金的管道流入大氣中。當(dāng)出口流速10m/時(shí)，求(1)容積流

哥及質(zhì)號(hào)流量：(2)4及4管段的流速

解：(1)由。=匕&=0.0049團(tuán)3/$質(zhì)量流量/=4.9依/$

v

(2)由連續(xù)性方程：匕A=口34,叱4=匕4得：i=0.625m/s,v2=2.5m/s

3-15o水由管中鉛直流出，求流量及測(cè)壓計(jì)讀數(shù).水流無(wú)4

解：設(shè)水容重為國(guó)，水銀容重為gg

由連續(xù)性方程匕A=以4=-(O.O5)2

Ah=9=4x0.6x0.001

vVi

由能量方程知3+」■=()+0+上

盤直徑

解得：。=匕4=0.00815〃//sJ水銀

列管口到水銀測(cè)壓計(jì)出口的方程:

pg(3+1.5)+/^—=P)gh得：h=395mmHg

2g

3—17.一壓縮空氣罐與文丘里式的引射管連接”廣義,”均為已知，問氣罐壓強(qiáng)P。多大方才能將B池水抽空

出。

解：設(shè)水的密度為0,p0=p——+—=-^-

2pg2g2g

378.如圖，間門關(guān)閉時(shí)的壓力表讀數(shù)為49kPa,閘門打開后，壓力表讀數(shù)為0。98kPa,由管進(jìn)口到閘門的

水頭損失為1m,求管中的平均流速.

3—29O直徑為d產(chǎn)700mm的管道在支承水平面上分支為d2二500mn的兩支管，A-A斷面壓強(qiáng)為70人以，，管道流

量Q=0.6/〃3/s,兩支管流量相等：F）不計(jì)水頭損失，求支墩受水平推力。（2）水頭損失為支管流速水頭的

5倍，求支墩受水平推力.不考慮螺栓連接的作用。

解：設(shè)受水平推力為R,管道流速和支管流速分別為力,叱，壓強(qiáng)為外，〃2

(1)P[A+/刈匕=2(〃24+PQM,COSSO。+R①

JTfl?

A=—=0.385in2,A,=0.196/?i

4~

=—=\.56m/s,v,=1.53/7?/s

4

vtVA

能量方程Pi+P—=〃2+P-得：p2=70.05kPa②

②代入①得：R=3294kN

由牛頓第三定律知R=3.29軟N

(2)/?1?!!+pC|V1=2(/?2A2+p02v2)cos3O+R③

〃1+夕白=〃2'+23+5夕々

ZL乙

得：〃2'=M19Kp“④

④代入③得：R=5.301kN

由牛頓第三定律知R=5.30次N

第四章流動(dòng)阻力和能量損失

4-3.有一圓形風(fēng)道，管徑為300“叫揄送的空氣溫度20℃,求氣流保持層流時(shí)的最大質(zhì)量流量。若輸送的空

氣量為200kg/h,氣流是層流還是紊流？

解：20℃時(shí)，空氣的運(yùn)動(dòng)粘滯系數(shù)1=15.7x10-6〃/2/$

!,,/3vd2000x15.7x106.

p-1.o2n05kg/mRDe=—=2000v=---------------=0.105in/s

v0.3

2-3

Qm=pvA=1.205x0.105x(x0.3=8.9xIOkg/s=32kg/h

因?yàn)閷恿鞯淖畲罅髁繛?2Kg/h所以200Kg/h為紊流。

4—7.有一圓管，在管內(nèi)通過U=0.013C7%2/S的水，測(cè)得通過的流量為35c7〃3/S,在管長(zhǎng)15〃?長(zhǎng)的管段上測(cè)

得水頭損失為2cm,求該圓管內(nèi)徑d.

解：假設(shè)為層流

...64_vd.A-Lv2.

Q=Av,入二——，Re=—h=-------=2cm

Reu/fd-2g

代入數(shù)據(jù)得：d=\9Amm

校核：Re=—,將，=19.4加〃代入，Re<2000,計(jì)算成立

v

4-12o有一1=250〃7加圓管，內(nèi)壁涂有K=0.5〃M的砂粒，如水溫為10℃,問流動(dòng)要保持為粗糙區(qū)的最小流

量為多少？

解：u=1.308X\0-bm2s-=0.002

d

k,R

由7查尼古拉茲圖，得：Rc=6x105v=——eu

??.Q=-d2v=-d2—u=0A54m3/s

44d

4—24.為測(cè)定90°彎頭的局部損失系數(shù)，，可采用圖所示的裝置,已知AB段管長(zhǎng)/=10”?，管徑d=50〃〃%,

2=0.03,實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)為(1)AB兩斷面測(cè)壓管水頭差勺=0.629〃?。(2)經(jīng)2分鐘流入量水箱的水量為().329m3。

求彎頭的局部損失系數(shù)二.

［解］。=而=。。。274吆"由加"6%

101.3962

hf=0.03x=0.596/w

0.052g

2

0.033

/?=0.629-0.596=0.033=<—=0.33

2g0.0994

4—280一直立的突然擴(kuò)大水管，已知4=150mm,/WOOmm,/Fl.5m,V.=3m/s,試確定水銀比壓計(jì)中的水銀

液面哪一側(cè)較高？差值為多少？

解：設(shè)右側(cè)高

2

Vi=V2A2得:vt=16

P/=9彳

222

能量方程：p.+=+

斷面壓強(qiáng)：J%+pgh+pgAh=P2+pgXinj

得：Pi-Pi=p^h+\h(p一p)g,代入能量方程

得:A/r；p-p)=^_v￡_v^=6v[

P2g2g2g2g

A/?=0.219mH

第五章孔口管嘴管路流動(dòng)

3.一隔板將水箱分為4、8兩格，隔板上有直徑為a=40mm的薄壁孔口，如題5—3

圖，8箱底部有一直徑為a二30mm的圓柱形管嘴，管嘴長(zhǎng)/二0。1m,4箱水深〃二3m恒定不變.

(1)分析出流恒定性條件(〃不變的條件)。

(2)在恒定出流時(shí)，8箱中水深片等于多少？

(3)水箱流量Q為何值？

解：(1)當(dāng)QI=Q2,時(shí)出流恒定

(2)因?yàn)?=Q2,〃①力2g(〃1—/)=42&+0」)

查表得〃]=0.6,〃2=0.82，解得：m=L85m

(3)解得Qi=3.58X10-3m3/s

5—16.如圖水泵抽水系統(tǒng)，管長(zhǎng)、管徑單位為m,才給于圖中，流量R40X1()7m3/s,/I二0.03。求:

(1)吸水管及壓水管的S數(shù).

(2)求水泵所需水頭。

(3)繪制總水頭線。

0

47

8++Q

l^=118.69s2/m5

解：⑴Sn

fl\Yd：g

8，與+，3+Q+1

C-Id

2=2106.1s2/m5

0H.2J4-

%4g

（2）H=〃+（S/+S，、）O?=23.56加（其中〃=17+3=20/2

(3)略

22.如圖所示管路,設(shè)其中的流量4M=0.6in7s,4=0.02,不計(jì)局部損失，其它已知條件如圖，求A、D兩點(diǎn)間的

水頭損失。

Q2+Q3+QL&$2=346.81/疝

2185

3

。2=Q=0.18/t?/.?H喬=SQl=11.15/7?

2185+1743+3375A2

軸心速度匕“斷面平均流

解：查表知：5=0o08由S“=0.672空■=1.26m<2.1m

（）（）8X2,1

在主體段史二3。4|—+0.294|二R二3。4f-+0.294^1X0.15=0.72m

F5JI0.15；

-Qo-0.55

vo--------------/78m/s

&-x0.32

4

%”二048

解得：v?,=5.29tn/s

%一竺+0.147

品

V!_0.095

解得：V|=1.05,77/5

%—+0.147

do

v_0.23

2解得：V,=2.5/77/5

6—2某沐育館的圓柱形送風(fēng)口，△=0.6m,風(fēng)口至比賽區(qū)為60m,要求比賽區(qū)風(fēng)速(質(zhì)量平均風(fēng)速)不得超過0。

3m/s,求送風(fēng)口送風(fēng)量應(yīng)不超過多少m3/s?

解：查表知：a=0.08由S”=0.6722=2.52”?<60用

在主體段—=--8-----(其中V2=0.3/77/5,5=60/77)解得：Q)=—6/()Vo=3〃7'IS

%—+0.147-4

do

第八章繞流運(yùn)動(dòng)

8—2在下列流速場(chǎng)中，哪些流動(dòng)是無(wú)旋流動(dòng)，。那些流動(dòng)是有旋流動(dòng)。如果是有旋流動(dòng)，它的旋轉(zhuǎn)角速度的表達(dá)

式是什么？

(a)ux=4,uy=3(b)ux=4,uv=3x(c)ux=4y,uy=0

(d)ux=4y,uv=3(e)MX=4>,uy=-3x(f)ux=4><,MV=4X

(g)ux=4y,〃y=-4x(h)ux=4,uy=0(i)MX=4,My=-4x

c

(j)M=4x,z/=0(k)u=4x)',w=0(I)一，〃o=0

Tvxvr

Q

(m)ur=0,u0——

解：