上海海事大學(xué)流體力學(xué)考試復(fù)習(xí)題

1、例：汽缸內(nèi)壁的直徑D=12cm，活塞的直徑d=11.96cm，活塞長度L=14cm，活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)的速度為1m/s，潤滑油的 =0.1Pas。求作用在活塞上的粘性力。解：dyduAF2053014011960m.dLAdyduNF5 .261051 . 0053. 03dDL131052/ )1196. 012. 0(012/ )(0sdDu例：旋轉(zhuǎn)圓筒粘度計(jì)，外筒固定，內(nèi)筒轉(zhuǎn)速n=10r/min。內(nèi)外筒間充入實(shí)驗(yàn)液體。內(nèi)筒r1=1.93cm，外筒 r2=2cm，內(nèi)筒高h(yuǎn)=7cm，轉(zhuǎn)軸上扭距M=0.0045Nm。求該實(shí)驗(yàn)液體的粘度。解：dydu602 nMhnr1r21210rrr1Ar0045

2、. 0211rhrsPa952. 0得 例：如圖所示測量裝置，活塞直徑d=35，油的相對(duì)密度d油=0.92 ，水銀的相對(duì)密度dHg=13.6，活塞與缸壁無泄漏和摩擦。當(dāng)活塞重為15時(shí)，h=700，試計(jì)算形管測壓計(jì)的液面高差h值。 【解解】重物使活塞單位面積上承受的壓強(qiáng)為 （Pa） 列等壓面的平衡方程 解得h為： （）15590035. 041541522dphgghpHg油4 .1670. 06 .1392. 0806. 91360015590HgHghgph油圖 例：如圖2所示為雙杯雙液微壓計(jì)，杯內(nèi)和形管內(nèi)分別裝有密度1=lOOOkg/m3和密度2 =13600kg/m3的兩種不同液體，大截

3、面杯的直徑100mm，形管的直徑d=10mm，測得h=30mm，計(jì)算兩杯內(nèi)的壓強(qiáng)差為多少? 【解解】列12截面上的等壓面方程 由于兩邊密度為1的液體容量相等，所以D2h2=d2h，代入上式得 =3709.6(pa)ghhhhgpghp21212111)(hgDdgpp122221103. 0806. 910001 . 001. 01806. 91360022 例：假設(shè)有一不可壓縮流體三維流動(dòng)，其速度 分布規(guī)律為）Vx=3（x+y3)，Vy=4y+z2， Vz=x+y+2z。試分析該流動(dòng)是否連續(xù)。 【解解】 根據(jù)式 所以 故此流動(dòng)不連續(xù)。不滿足連續(xù)性方程的流動(dòng)是不存在的 3xvx4yvy2zvz

4、09 zvyvxvzyx0zvyvxvzyx 例：有一不可壓縮流體平面流動(dòng)，其速度分布規(guī)律為Vx=x2siny，Vy=2xcosy，試分析該流動(dòng)是否連續(xù)。 【解解】 根據(jù)式 所以 故此流動(dòng)是連續(xù)的。yxxvxsin2yxyvysin20)sin2(sin2yxyxyvxvyx0zvyvxvzyx 例：有一輸水管道，如圖所示。水自截面1-1流向截面2-2。測得截面1-1的水流平均流速 m/s，已知d1=0.5m， d2=1m，試求截面2-2處的平均流速 為多少？ 【解解】 由式得 (m/s)2V2V22221144dVdV5 . 015 . 02222112ddVV2211AVAV圖 輸水管道例

5、：例例. 輸水圓管截面直徑輸水圓管截面直徑d1=0.05m，d2=0.1m，進(jìn)口，進(jìn)口 V1=0.2 m/s，求出口，求出口V2及流量及流量Q。 V1A1=V2A2V2 = V1(d1/ d2)2 =0.05m/sQ=V1A1=V1 d21/4 =3.9 10-4m3/s解解. 由不可壓縮流動(dòng)連續(xù)性條件由不可壓縮流動(dòng)連續(xù)性條件A1 V1 A2 V2例例題題得得 【例例】 有一貯水裝置如圖所示，貯水池足夠大，當(dāng)閥門關(guān)閉時(shí)，壓強(qiáng)計(jì)讀數(shù)為2.8個(gè)大氣壓強(qiáng)。而當(dāng)將閥門全開，水從管中流出時(shí)，壓強(qiáng)計(jì)讀數(shù)是0.6個(gè)大氣壓強(qiáng)，試求當(dāng)水管直徑d=12cm時(shí)，通過出口的體積流量(不計(jì)流動(dòng)損失)。 【解解】 當(dāng)閥門

6、全開時(shí)列1-l、2-2截面的伯努利方程 當(dāng)閥門關(guān)閉時(shí)，根據(jù)壓強(qiáng)計(jì)的讀數(shù)，應(yīng)用流體靜力學(xué)基本gVgppgpHaaa26 . 00022 方程求出值 則 代入到上式 （m/s） 所以管內(nèi)流量 （m3/s）aaappgHp8 . 2O)(mH289806980608 . 28 . 22gpHa78.209806980606 . 08 . 2806. 926 . 022gpHgVa235. 078.2012. 0785. 04222VdqV 【例例】 水流通過如圖所示管路流入大氣，已知：形測壓管中水銀柱高差h=0.2m，h1=0.72m H2O，管徑d1=0.1m，管嘴出口直徑d2=0.05m，不計(jì)管

7、中水頭損失，試求管中流量qv。 【解解】 首先計(jì)算1-1斷面管路中心的壓強(qiáng)。因?yàn)锳-B為等壓面，列等壓面方程得： 則 (mH2O) 列1-1和2-2斷面的伯努利方程11Hgghphg1Hg1ghhgp272. 02 . 06 .131Hg1hhgpgVgpzgVgpz2222222111 由連續(xù)性方程： 將已知數(shù)據(jù)代入上式，得 （m/s） 管中流量 （m3/s）21221ddVVgVgV2015216122022221 .12151676 .192V024. 01 .1205. 0442222VdqV例例. 粘性系數(shù)粘性系數(shù) =4.4 10-6 m2/s的油和的油和 =1.13 106m2/s

8、的的水，分別通過直徑為水，分別通過直徑為d=100mm的管道。保持管中流的管道。保持管中流態(tài)為層流的最大允許流速是多少？態(tài)為層流的最大允許流速是多少？油的最大允許流速油的最大允許流速Vdc 2320ResmV/102. 0 1 . 0/104 . 423206smV/026. 0 1 . 0/1013. 123206水的最大允許流速水的最大允許流速臨界雷諾數(shù)臨界雷諾數(shù)例例題題解：解：例例. =200 10-6 m2/s的油和的油和 =1.13 10-6 m2/s的水，分別以的水，分別以V=1 m/s的流速通過直徑的流速通過直徑d=300mm的管道。試判別流態(tài)。的管道。試判別流態(tài)。對(duì)于油對(duì)于油2

9、320ReVdc對(duì)于水對(duì)于水cRe2655001013. 13 . 01Re6cRe1500102003 . 01Re6臨界雷諾數(shù)臨界雷諾數(shù)層流層流湍流湍流例例題題解：解：解解：（1 1）平均流速）平均流速（2 2）沿程阻力水頭損失）沿程阻力水頭損失例例. 海水管內(nèi)徑海水管內(nèi)徑 為為150mm，每小時(shí)流量，每小時(shí)流量 為為200m3，管長為，管長為15m。管道上有管道上有3個(gè)個(gè)90彎頭，彎曲半徑彎頭，彎曲半徑 ，全開的閥有兩個(gè)。管道的，全開的閥有兩個(gè)。管道的海水層流雷諾數(shù)海水層流雷諾數(shù) ，彎頭、閥的局部阻力系數(shù)分別為，彎頭、閥的局部阻力系數(shù)分別為0.14和和0.1。求。求（1）沿程阻力水頭損失；（）沿程阻力水頭損失；（2）局部阻力水頭損失（）局部阻力水頭損失（3）總）總的水頭損失。的水頭損失。dR2d)(01. 28 . 9214. 315. 0151600642Re642222mgVdlgVdlhf)/(14. 315. 014. 3413600200422smdQAQVQ1600Re （3 3）三個(gè)彎頭的水頭損失）三個(gè)彎頭的水頭損失（4 4）兩個(gè)閥的局部阻力水頭損失）兩個(gè)閥的局部阻力水頭損失（5 5）總的局部阻力水