流体力学习题及解答

1-6．当空气温度从0C增加至20C时，值增加15%，容重减少10%，问此时值增加多少？ 1-7．图示为一水平方向运动的木板，其速度为1m00s，平板浮在油面上，油深 

1mm，油的

0.09807Pas，求作用于平板单位面积上的阻力？

1-9．一底面积为4045cm，高为1cm的木板，质量为5kg，沿着涂有润滑油的斜面等速向下运动，已知v1m，1mm，求润滑油的动力粘滞系数？

sδ 1312G5V

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：

dA2rdl2rdhcosdur0dy 阻力矩

dTdA1-14．图示为一采暖系统图，由于水温升高引起水的体积膨胀，为了防止管道及暖气片胀裂，特在顶部设

置一膨胀水箱，使水的体积有自由膨胀的余地，若系统内水的总体积V8m，加热前后温度差t50C，水的热胀系数dMdTr300.0005，求膨胀水箱的最小容积？

dVV解因为 dt

3所以 dVVdt0.00058500.2m

膨胀水箱 散热片 锅炉

2-2．在封闭管端完全真空的情况下，水银柱差Z250mm，求盛水容器液面绝对压强p1及测压管中水面高度Z1？

2-6．封闭容器水面的绝对压强p0107.7KNm2，当地大气压强pa98.07KNm2，试求（1）水深

h0.8m的A点的绝对压强和相对压强？（2）若容器水面距基准面高度Z5m，求A点的测压管高度

和测压管水头。并图示容器内液体各点的测压管水头线；（3）压力表M和酒精（7.944KN压计h的读数值？

m2）测

KN2 Ap0h1107.79.8070.8115.55解（1）pm（2）h2pA17.481.78m

9.807（3）pMp0pa107.798.079.63KNm2

2-8．已知水深h1.2m，水银柱高度hp240mm，大气压强pa730mm水银柱，连接橡皮软管中全部都是空气，求封闭水箱水面的绝对压强及真空度？ 将1.2m的水柱高度换算为水银柱高度为：

11.20.088mHg 13.6则水面的绝对压强为：0.730.240.0880.402m402mmHg

2-14.封闭不水箱各测压管的液面高程为：1100cm，220cm，460cm，问3为多少？

2-19．在水管的吸入管1和压出管2中装水银压差计，测得h120mm，问水经过水泵后，压强增加多少？若为风管，则水泵换为风机，压强增加为多少mmHg?

KN2 解(1)ph()0.12(133.49.81)15m(2)ph133.40.1216KNm2

2-23．一直立煤气管，在底层测压管中测得水柱差h1100mm，在H水柱差h2115mm，管处空气容重气12.N20m高处的测压管中测得

m3，求管中静止煤气的空重煤？

煤H 气 2-30．密闭方形柱体容器中盛水，底部侧面开0.50.6m的矩形孔，水面绝对压强

p0117.7KNm2，当地大气压强pa98.07KNm2，求作用于闸门的水静压力及作用点？

2-34. 封闭容器水面的绝对压强p0137.37KN大气压pa98.07KN解: hm2，容器左侧开一2*2米的方形孔，复以盖板AB，当

m2时，求作用于此盖板的水静压力及其作用点？

p0pa137.3798.074m

9.8072-36.有一圆滚门,长度l10m,直径D4m,上游水深H14m,下游水深H22m,求水作用于圆

滚门上的水平和铅直分压力?

3-4. 设计输水量为300*10kg/h的给水管道，流速在0.9~1.4m3s之间。试确定管道直径，根据

所选的直径求流速，直径规定为50mm的倍数。

333300*10kg/h300m/h0.0833m/s ：解因为流速在0.9~1.4m间，则d取300mm 此时，实际流速为vs之间，故A的范围为：

0.08330.90.08332，即0.0926m1.40.0595m2之

0.083341.18m/s

*0.323-8．空气流速由超音流速过渡到亚音速时，要经过冲击波。如果在冲击波前，风道中流速v660m密度1.0kg/m，冲击波后，速度降低至v250m3s，

s，求冲击波后的密度？

3-9．管路由不同直径的两管前后相接所成，小管位直径dA0.2m，大管直径dB0.4m。水在管中流动时，A点的压强pA70kNm2，B点的压强pB40kNm2，B点的流速vB1m。试判断水在管

s中流动方向，并计算水流经两断面间的水头损失。

解以A断面的管轴为基准面计算各断面的单位能量。

HAHB由A流向B

3-10．油沿管线流动，A断面流速为2ms，不计算损失，求开口C管中的液面高度？

通过B断面中心作基准面，写A、B两断面的能量方程。

3-12．用水银比压计量测管中水流，过断面中点流速u如图，测得A点的比压计读数h60mm水银柱（1）求该点的流速u；（2）若管中流体是密度0.8失。

当管中通过水时 当管中通油时，

gcm3的油，h仍不变，该点流速为若干？不计损

3-17．一压缩空气罐与文丘里式引射管联接，d1，d2，h为已知，问气罐压强pc多大才能将将B池水抽出。

解写1、2断面的能量方程

又写气罐及出口断面的能量方程

2v2代入上式 p02g所以

p01hd21d14

3-19.. 断面为0.2m2和0.1m2的两根管子所组成的水平输水系从水箱流入大气中，(1)若不计损失，(a)求断

v12面流速v1和v2；(b)绘总水头线和测压管水头线，(c)求进口A点的压强。(2)计入损失，第一段为4，

2g2v2第二段为3，(a)求断面流速v1和v2，(b)绘总水头线及测压管水头线，(c)根据水头线求各段中间的压强,

2g不计局部损失。

解：（1）列0-0面和出口的能量方程，则

v12求A的压强，则4000 2gpAv124.4321m A处的流速水头为

2g2*9.8A处的测压管水头为4-1=3m 总水头线和测压管水头线如左图示。 （2）列0-0面和出口的能量方程，则 由连续性方程：v1S21v2v2 S12p1v12v1221段的中点：4000 2g2g1.982)*9.8*10333.3kpa 代入数据，计算得：p1(43*2*9.822v2v12v241.52段的中点：4000 2g2g2gp23.9621.9824)*9.8*10311.76kpa 代入数据，计算得：p2(42.5*2*9.82*9.8v121.98240.8m 各段的损失为：42g2*9.82v12v20.2m,0.8m 两段的流速水头分别为：2g2g在计损失的情况下总水头线和测压管水头线如上图示。

3-24. 图为一水平风管，空气自断面11流向断面22。已知11断面的压强p1150mm水柱，

v115m，断面22的压强p2140mm水柱，v210m，空气密度1.29Kg3，求两断面

ssm的压强损失。

3-28．高压管末端的喷嘴如图。出口直径d10cm，管端直径D40cm，流量Q0.4ms，喷嘴和

3管以法兰盘连接，共用12个螺栓，不计水和管嘴的重量，求每个螺栓受力多少？ 代入v1Q0.43.18m

sA10.424143.412KN 12沿轴向写动量方程 每个螺栓受力F4-3.有一圆形风道，管径为300mm，输送的空气温度为20C，求气流保持为层流时的最大流量。若输送的空气量为2000Kgh，气流是层流还是紊流？

Kg01.205（1）时，空气的 t20C解m3（2）Q320000.0461m

s36001.205故为紊流。 4-6. 设圆管直径d200mm，管长l1000m输送的石油Q40Ls，动动粘滞系数1.6cms，

2求沿程损失。 故为层流

4-9. 油的流量Q77cm3s，流过直径d6mm的细管，在l2m长的管段两端接水银压差计，读数

，求油的和值。

h30cm，油的密度900Kgm3解设为层流

22l油vl油v32lvlv2pf 即h(汞油)g

d2vdd2d2d2验证：Revd2.720.006172000

8.6106故为层流，假设正确。 4-17. 某管径d糙粒高度K。

78.5mm的圆管,测得粗糙区的0.0215,试分别用图4-14和式4-6-4,求该管道的当量

K0.0215（1）由图4-14 由 50.001解粗d（2）12lg3.7d K4-21. 如管道的长度不变，通过的流量不变，欲使沿程水头损失减少一半，直径需增大百分之几？试分别讨论下列三种情况：

Re0.31（2）管内流动为光滑区

Re0.25K0.25（3）管内流动为粗糙区0.11()

d（1）管内流动为层流lv28l25Q2且管长和流量都保持不变 解:因为hfd2gdg所以：

hf2hf12d151() 1d2216d RevdQ（1）层流时，0.310.310.31(4)0.25d0.25（2）光滑区时，

Re0.25(vd)0.25Q0.25（3）粗糙区时，0K0.11()0.25

d4-24．为测定90弯头的局部损失系数，可采用图所示的装置，已知AB段管长l10m，管径

d50mm，0.03，实测数据为（1）AB两断面测压管水头差hf0.629m。（2）经2分钟流入

量水箱的水量为0.329m。求弯头的局部损失系数。

4-29. 一水平放置的突然扩大管路，直径由d1=50mm扩大到d2=100mm，在扩大前后断面接出的双液比压计中，上部为水，下部为容重15.7kN/m的四氯化碳，当流量Q16m/h时的比压计读数

333h173mm，求突然扩大的局部阻力系数，并与理论计算值进行比较。

解：理论值： 实际值的计算： 从1到2的损失为