流體參考資料計算題

1、1、義管間距L=0.07m的U形管放在車內。車等加速水平直線運動時，U形管兩 端高度差H=0.05m,求車此時的加速度。L Fatan a =g2、滾動軸承的軸瓦長L=0. 5m,軸夕卜徑 =0.146心 軸承內徑D=0.150m,其間充滿動力黏度“ = 0.8Pas的油，如圖所示。求軸以n= 300r/min的轉速勻速旋轉時所需的力矩。T =叭=pmlLdyv 0D-d= 210N3.如圖，在兩塊相距20mm的平板間充滿動力粘度為0. 065Pa s的油，如果 以lm/s速度拉動距上平板5mm,面積為0. 5m的薄板（不計厚度），求需要的拉 力uH _h=2.177VT = T+T2 =86

2、7N4、用復式U形管差壓訃測量A、B兩點的圧力差。已知：/?! = 300/77/h也=500”。水 = 1000 kg/in ,水銀內 pm = 13600 kg/iff , p = 800 kg/m 。求 pA -。Pb 一 妙力一 Pgh、+ 您(力| +A/ + /?2) = pAPa 一 Pb = -32144 Pa3、有一敞口容器，長厶=2米，高H=l5米，等加速水平直線運動，求當水深分別為1. 3米和0. 5米時，使容器中的液體開始溢出的最大加速度。atan a =gtana =2(/7-/?)L2(/7-/?)L=1.96?/a = - q = in2 /s8aHtcin a

3、=Sx6、有一敞口容器，長2米，高13米，寬B二lm ,等加速水平直線運動，水深 0.5米。求使容器中的液體開始溢出的加速度。hL = xH x = 1.54/7?2tana = tana = a = 82.7 m/ s2gX7、有一如圖所示的容器等加速直線運動，厶=15?、厶2 =05八力嚴lm、/s=08m。 問加速度為多少時，容器中間的壁面受到的液體總壓力相等。x厶/?i h X 厶丄厶+厶220a xtan a =g厶2分獰皿8、有一敞口容器，長L=2米，高77=1. 5米，寬B二lm ,水深/?為1.3米，等 加速水平直線運動，求（1）使容器中的液體開始溢出的加速度。（2）當加速 度

4、為a = m/s2時，求水對后壁的作用力tan a =g2(H _ h)L= 0.2Xtana =x =0. m9.8F = phh：A = phh + x-( + x)3 = 9604N9、有一敞口圓筒，筒髙H二0.5m,直徑D二03m筒中水深h二0. 4m。繞圓筒垂直 軸心線旋轉，求(1 )轉速為多少水面恰好達到容器上緣？( 2)轉速為多少 筒底露出？(1)hD2/4 Zs 1/2= n D2/4 - (H-h) zs = 2(H-h) = 0.2m2d.67=13.21/5n=3 60/2 n =126r/min Zs 二0.52 D .-h G)= (2gZs)7r=20. 87n=(

5、- 60/2 n =199. 4r/min10、有一堤壩，其側壁受到水的作用力；若水深H二4m,側壁與水平面成a = 60。角，求水作用在單位寬度側壁上總壓力的大小、方向及作用點。F = pShcA = pS 2 sinaB = 9.O5KN總壓力作用點= yr+ = - yrA 3 sin距液而深度2.67m垂直指向壁而11、有一容器如圖：底部有一半球形突起，球半徑為R=lm,距液面距離為h二3m, 求液體（水）作用在半球面上的總壓力。（不計大氣的壓力）.水平方向力為零垂直方向2V.=方?2（力+ /?） 二欣=10.47,F = pgVp=S6KN12、有一封閉容器高h=0.3m,頂部有一

6、半徑R=O.lm的半圓柱，尺寸如圖。若壓 力表讀數為98KPa,求水對頂部半圓柱的總壓力（容器寬度b取lm訃算）。hh水平分力為零hr = = mPg.個vp = 2R(F - h) 一冰 2 =o243屛2F = pgj =1218N作用點方向如圖13、如圖所示，水流穩(wěn)定地通過一水平收縮彎管，已知截面的壓力表讀數為 /?1 = 300kPa , 0 =300mm,引=2m/s,截面D2= 100mm,試求螺栓所需承受 的水平拉力。（不計流動損失）A, =-J,2 =0.00071/4A. =-d = 0.00007&7,qv = 0.00142 m3 Is4 -vAx = v2A2v2 =

7、182?/spqY (v2-v1) = F1000 x 0.00142x (-1 &2 - 2) = FF = 2&687V2 2zl + + = z2 + + hwp2 = 36.36kPapg 2gpg 2gPA +p2A2 +R = F7? =-116.27V作用力與反作用力廠1162N14、高壓水槍入口直徑山二0.04m,出口直徑為d2=0. 02m,以. =6.28厶/s流量水 平射向大氣，并沖擊在一平壁上，如圖，若不計損失，求固定水槍的力和射出的 水流對平壁的力。冋(“2 一) = F1000 x0.00628x(20-5) = FF = 94.2N刃 + 厶 + J = z2 +

8、邑+ F + ,nvpg 2gpg 2gA + X2 = 221卩2=i87.5RPdpg 2g 2g= F /? = -141.3N作用力與反作用力41.33N(2) P/H)= FP7,(0-v2) = FF = -125.6N15、高壓水槍入口直徑dx=0. 04m,出口直徑為20. 02m,以qv=6.2SL/s流 量水平射向大氣，并沖擊在一平壁上，如圖，若不計損失，求固定水槍的力。仏爭2靄V2=2Dmfs/r(v2-v|) = F1000 x0.00628x(20-5) = FF = 94.2N刃+厶+心=2 +厶+亡+加 代 2gpg 2g+ = “，=187.5Pg 2g 2gp

9、A + R = FR = 141.3N作用力與反作用力-141.33N16、如圖所示屮、乙二容器，容器內液體密度為,屮容器出口射流沖擊到平板 上，正好堵住乙容器的出口后、沿板平行方向流出。若中容器液深H,出口管徑 D,乙容器出口管徑，已知D = 06d,求乙容器液深h?Pfi 2gpg 2g巾=j2gH皿（0 ”2）=尸ttD22gHh = 0.72H17、有一水箱，底部有一岀口管徑d=0. 03m噴嘴，噴嘴中心距水箱液面高度 H二6叫 噴嘴出流垂直射向一平板，求出流對平板的作用力（不計損失）。!)/zl + + = z2 + 4- + hw 2gpg 2g2=麗冋(一2)= FF = -pp

10、2H=83.08/V18、如圖平面放置的噴水器，水從轉動中心進入，經轉臂兩端的噴嘴噴出。兩噴 嘴直徑均為=0.03加。噴嘴1和2到轉動中心的臂長分別為& =200加“和 尺2=300。若總流量 =2.8厶/s。不訃摩擦阻力、流動能量損失和質量力。求（1）噴水器的轉速機（2）若想固定噴水器，需多大力矩。C加廠=2xV = 1.98/77/5動量矩左理(1) pqv(y-coRx)Rx + 內、(v-拆上疋? -0 = 0 2 26? = 7.6-= 0 連續(xù) dx dy 1 dii. Qu 1吆飛（莎一歸右（一心有旋y/ = j-uvdx + utdy =xy2% =幾一0八=4一05 = 35

11、亦/$25、有一不可壓流體平面流動,vv = x , vv = -y , （1）求其流函數：（2）證明是無旋流動；（3）求其速度勢函數；（4）若流體密度p = 8OOkg/m5? A（0, 1） 點壓強為lOKpa,求B（l,2）點壓強。0 = -uydx + uxdy = xyco,=丄(竺竺)=丄(0-0) = 0 無旋2 dx dy 2 (p = u /lx + u KdyVv = X , Vy = -y ,v4= (0-1) = 1 vB= (1,-2) = a/5Pg 2g pg 2gp2 = 8399 Pa26、有一不可壓縮平面連續(xù)流動，速度分布為ux=x2-xy, us =ay2

12、-2xy o（1）求常數a； （2）證明流場有旋流動（3）求流函數肖27不可壓縮流體平面流動速度分布為“ =2xy + x , uy =x2 -y2 - y9（1）證明滿足連續(xù)性方程（2）證明流動無旋，并求速度勢函數。（3）點（1，1 ）與點（0, 3）是否在同一條流線上，為什么？dudu v(1) + = 2y + l-2y-l = 0 連續(xù)屮嚴屮B 不在同一條流線上28、不可壓流場的流函數為屮=.?。?1 ）證明流動連續(xù)（2）證明流動無旋,并求速度勢函數。 TOC o 1-5 h z dll/dll/=xuy = -ydyy dx些+jdx dydu、. 6“1=-(-) = -(0-0)

13、 = 0 無旋oxdy2卩=j* iiXdx + “ i 心=? _ 寸29、有一不可壓流體平面流動，g r7= -y, (1)證明連續(xù)(2)求其流函數;(3)證明是無旋流動；(4)求其速度勢函數(p = fw dx + udy =丄J22些+jdx-uxdx + uxdy = xy1 cu v du1q =(-)(o o) o 無旋2 ox dy230、二維不可壓有旋流場二如，v7=-xy,證明流場滿足連續(xù)求點(1,2)旋轉角速度求流函數。求過A (1, 1) B (2, 2)兩流線間單位寬度上的體積流量。些+些=2小-2卩=0dx dy必一屮 =7.5/?2 Is31、不可壓縮流體平面流動

14、速度分布為“、= -y,(1)證明滿足連續(xù)性方程(2)證明流動無旋，并求速度勢函數。(3)求流函數。du On v+= 1-1 =0連續(xù)dx dy TOC o 1-5 h z duy du1=-(-T-) = -(0-0) = 0 無旋oxcy2urdxuvdy =J ” 220 = J - uydx + uxdy = xy32、不可壓平面流動速度勢函數為0(1)證明流動連續(xù)；(2)點A(l,2)與點B (2, 1)是否在同一條流線上？為什么？=絲=2“1=空=6dxdx dy連續(xù)肖=1 _ uydx + uxdy = 2xy + y/ = 6 屮嚴5不在同一流線上33、已知大容器中空氣的溫度

15、為25C,壓強為60KPa,空氣流從出口截面為10cm2 的漸縮噴管中排出，試求在等燔條件下外界環(huán)境壓力為40KPa. 20 KPa時，出口 截面處的速度和溫度各為多少？（氣體常數R=287J/kg -K,絕熱指數為k=1.4）Po心（由戸5Per Pbp2 = pcr = 341 .IKPaT) = 248.3K2K + is =cy = ) KRT、= 316m/ s34、有一貯氣箱上接一個喉部面積lOcnC出口面積18cm縮放噴管，箱內空氣 通過噴管絕能等燔排出。已知箱內溫度15C,壓力a=3X10Pd,氣體常數R = 287J/kg K,絕熱指數為k=l. 4o試求最大質量流量。pcr

16、=5SAKPa%=c=)KRT“ = 310.5加/s- = RTpcr = 2.3kg/m3P = pcrAvcr=0.74kg/s35.某縮放噴管出口截面胎二3,直徑叢二0.2m絕對壓力p： = 5000Pa,空氣溫度 2=T60C。試按一元等爛流動計算Ma=l時的溫度、壓力、密度和速度。MujKRT2Ma?KRT= 2p2 = pcr = 91 AS kPaRTX +pcr = l286kg/?、”“=3696KPd=RTcrPer36、罐中空氣的絕對壓力po=7OOkPa, to=4O C,通過一個喉部直徑d=25mm,岀 口截面直徑d二40mm的拉伐爾噴管向大氣噴射，若出口產生正激波

17、，求此時質量流 量。(R=287J/kg K,k二 1.4)喉部臨界人r=c=)KRTc=324sRT Ppcr= 4.93kg/m3% = PerAvcr=O.lkg/s37、罐中絕對壓力po=7OOkPa, to=40 C的氣體，通過一個喉部面積10cm出口 面積26cml的縮放噴管進行噴射，若在擴張段面積16cm處產生正激波，求此時質量流量。(R=287J/kg K, k=l. 4) 擴張段激波，喉部聲速，達臨界Pr=3696KPuT(r= 26O.SKvcr=KRTcr =324/h/5=RT pcr = 494kg/mP4、= P“A%=6kg/m38、某縮放噴管出口截面胎二3,直徑

18、叢二0.2m,絕對壓力p： = 7000Pa,空氣溫度 為=-70C。試按一元等爛流動計算Ma = 2截面上的溫度、壓力和密度。(氣體常數為 287J/ (kg - k),定矯指數為 1.4)2 2 / V1 / 卩 /?! + =爪 + 亠2 2嘰 KJ Jr+ 吠 KRT,-1 2T2 =3158Kp2 = 32.S7 kPap2 = 0.363 kg/ nr39、已知大容器中空氣的溫度為500k,壓力為200KPa,空氣山噴管中等嫡排岀,若要出口壓強為20kPa,應采用何種形式噴嘴？并求出此時速度、溫度、密度。/?)d (市)d 0.528“yP2 v+= - ycA 3 sin a右側

19、：F. = pgh A = pg- B = 22.63KN 2 sincr總壓力作用點=7+= - ycA 3 sin a總壓力大小F-F2 =67.89 N1分fl = fl-fl2L = 1.8/72 距底部長1.8m1分垂直指向壁面1分2、hL = -xH2x = 1.54/n2分tan a =gHtana =X2分a = 82.1m/s22 分1、有一堤壩，其側壁受到水的作用力；若水深H二4m,側壁與水平面成 = 60角, 求水作用在單位寬度側壁上總壓力的大小、方向及作用點。（8分）4分距液而深度2.67m3分垂直指向壁而3、垂直煤氣管道，截面1壓力表讀數lOKPa,截面2壓力表讀數為

20、多少？（若截面1、2高度差90m,煤氣密度0. 9kg/m空氣密度1. 2kgZ ） （6分）勺+匕+ 4 寧=G+厶+色卩+九他 2gpg 2g（1分）o+ +陽= +隹+滄PSPgP&2 = P+0gh_pgh（2分）（2分）/? 2 =10.3446/（1分）1 .兩水池隔墻上裝一半球形堵頭，如圖。已知：球形堵頭半徑R = 0Am, U形測 壓管讀數h二300mm。求：（1）水位差AH： （2）半球形堵頭所受液體總壓力的大 小和方向。（8分） Pg STPa Vk水R1、設左側液面至測壓管髙度hPgh + Pgh = pg（h + h + H）H =ih-h = 3 浪 m PFl=pghciAx=pg-Ax匚=PghuA、=您牛人 TOC o 1-5 h z Fx = pgg-hJAx = pgHA =9.8x1000 x 3.78=18.6KN2 分垂直方向v 2?_2_ = of =q 壓力為零 2分p 33乙總壓力為18. 6KN,水平向左1分 2、有一敞口圓筒，筒高H二0.5m,直徑D二03m筒中水深h二0. 4m。繞圓筒垂直 軸心線旋轉，求（1 ）轉速為多少水面恰好達到容器上緣？（ 2 ）轉速為多少筒 底露出？ （7分）(1)hD2/4*Zs- 1/2= n D2/4 (H-h) J = 2