工程流体力学习题及答案(1)1 某种液体的比重为3,试求其比容。
(答:3.3×10-4米3/公斤)2 体积为5.26米3的某种油,质量为4480公斤,试求这种油的比重、密度与重度。
(答:0.85;851公斤/米3;8348牛/米3)3 若煤油的密度为0.8克/厘米3,试求按工程单位计算的煤油的重度、密度与比容。
(答:800公斤力/米3;81.56公斤力·秒2/米4;1.25×10-3米3/公斤力)4 试计算空气在温度t=4℃,绝对压力P=3.4大气压下的重度、密度与比容。
(答:42.4牛/米3;4.33公斤/米3;0.231米3/公斤)5 试计算二氧化碳在温度为t=85℃,绝对压力P=7.1大气压下的重度、密度与比容。
(答:104牛/米3;10.6公斤/米3;0.09厘米3/公斤 )6 空气在蓄热室内于定压下,温度自20℃增高为400℃,问空气的体积增加了多少倍? (答:1.3倍)7 加热炉烟道入口烟气的温度900=t 入℃,烟气经烟道及其中设置的换热器后,至烟道出口温度下降为500=t 出℃,若烟气在0℃时的密度为28.10=ρ公斤/米3,求烟道入口与出口处烟气的密度。
(答:298.0=ρ人公斤/米3;452.0=ρ出公斤/米3) 8 试计算一氧化碳在表压力为0.3大气压、温度为8℃下的重度。
(答:15.49牛/米3)9 已知速度为抛物线分布,如图示 y=0,4,8,12,17厘米处的速度梯度。
又若气体的绝对粘性系数为1013.25-⨯=μ牛·秒/米3,求以上各处气体的摩擦切应力。
9 题图10 夹缝宽度为h ,其中所放的很薄的大平板以定速v 移动。
若板上方流体的粘性系数为μ,下方流体的粘性系数为K μ,问应将大平板放在夹缝中何处,方能使其移动时阻力为最小?(答:h kk kh =++11或)11 如图所示,一正方形b ×b=67×67厘米2、质量为12公斤的平板,在厚3.1=δ毫米的油膜支承下,以匀速v=0.18米/秒沿一斜面滑下,问油的粘性系数是多少?10 题图 11 题图(答:0.728牛·秒/米2)12 如图所示,气缸直径D 1=16厘米,活塞直径D 2=16厘米,质量0.97公斤,若活塞以匀速0.05米/秒在气缺内下降,试求油的粘性系数是多少?12 题图 15 题图(答:0.63牛·秒/米2)13 直径为150毫米的圆柱,固定不动。
内径为151.24毫米的圆筒,同心地套在圆柱之外。
二者的长度均匀250毫米。
柱面与筒内壁之间的空隙充以甘油。
转动外筒,每分钟100转,测得转矩为9.091牛·米。
假设空隙中甘油的速度按线性分布,也不考虑末端效应。
计算甘油的粘度μ(答:0.729帕·秒)14 均热炉油枪进口重油的粘度1.6。
E ,重油的密度为960=ρ公斤/米3,求重油此时的绝对粘性系数μ为若干? (答:7.45×10-3帕·秒)15 如图所示,一平板在油面上作水平运动,已知速度v=1米/秒,板与固定边界的距离1=δ毫米,油的粘滞系数15.1=μ牛·秒/米2,由平板所带动的油层的运动速度呈直线分布,求作用在平板单位面积上的粘滞阻力为多少? (答:1.15×10-3牛)工程流体力学习题及答案(2)1 截面积为30厘米2的活塞,以60牛顿重的力作用在液面上,试将活塞对液体产生的压力用大气压、牛顿/米2及米水柱高为单位来表示。
(答:2×104牛/米2,0.197物理大气压,2.04米水柱)2 如图示加热炉出钢口炉门开启机构,开启炉门时,由气缸上端导入压缩空气;关闭炉闭时,由气缸下端导入压缩空气,若压缩空气的压力为2大气压,炉门重550牛顿,配重为250牛顿,求活塞面积应为多少,摩擦不计。
2 题图3 题图(答:1.48×10-3米2)3 如图示,比重计重0.4牛顿,其球泡体积15=υ厘米3,管外径d=25毫米,问在用比重计测定水与煤油(密度为760公斤/米3)的比重时,比重计的管子淹没在液面下的深度h 各为多少?(答:h 煤油=7.88厘米,h 水=5.25厘米)4 如图示,水管直径d 为15毫米,管路内水的表压P M 为2.5大气压,若a=100毫米,b=500毫米,问浮球的直径最小应为多少,才能保证将阀门关住?4 题图5 题图(答:0.113米)5 如图示,将一封闭的玻璃管装满水后,倒置在水槽上;若大气压为735.6毫米汞柱,水温t=4℃,求此时玻璃管内的水柱高h 为多少?又若将水温升高为20℃与80℃,则水柱高h 又为多少?水在4℃,20℃,80℃下的密度与汽化压力见下表。
P 与ρt=40℃ t=20℃ t=80℃ 汽化压力P v 牛顿/米2 617 2310 47300 密度ρ公斤/米31000998.2971.8(答:9.94米,9.78米,5.33米) 6 已知海水重度随海水深度变化的关系为h K +=γγ0,试导出确定海洋中深为h 的任一点压力的表达式。
(答:P Kh h P 023032++=γ)7 如图示,气柜1与2内充满空气,若压力表A 的读数为2.1大气压,真空计c 的读数为78毫米汞柱,若大气压为10米水柱,试问安装在气柜1上而露在气柜2中的压力计B 的读数是多少?(答:2.206大气压)8 如图示,U 型管水银压力计原先的读数为h 毫米,现将压力计向下移动距离a 毫米,压力计的读数为h+△h 毫米,试求出压力计读数的改变值△h 与a 之间隔关系。
7 题图 8 题图(答:水汞水γγγ21·-=∆ah )9 为测定运动物体的加速度,可在物体上安装一如图示的U 型管随物体一起运动。
若在物体运动时测得两支管的液位差h=5厘米,若两支管间距30=l 厘米,问此时物体运动的加速度a 是多少?9 题图 10 题图(答:1.63米/秒2)10 如图示,一底为正方形b ×b=200×200毫米2的容器,自重G=40牛顿,装水深度h=150毫米,在重量Q=250牛顿物体的拖动下沿平面滑动,若容器与平面间的摩擦系数3.0=μ,问欲保证在此情况下容器内水尚不致溢出,则容器的高度H 最少要多少? (答:0.213米)11 如图示的U 型管水银压力计,761=h 厘米,1522=h 厘米,油的比重为85.0=δ,大气压力为756毫米汞柱,求压力P x 。
(答:1611米/Hg )12 如图示的倒装差压计,油的比重为86.0=δ,h 1=165厘米,h 2=152厘米,h 3=50厘米,求P x -P y 的值。
11 题图 12 题图(答:-4560牛/米2)13 如图示,水柜A 上安装有一多管式压力计,若H=4米,h 1=1.1米,h 2=0.9米,h 3=1.3米,h 4=1.3米,水柜水面上为空气,试问安在水柜顶部的压力计M 的读数为多少?(答:3.3×104牛/米2)13 题图14 为测定汽油库内油面的高度,在图示装置中将压缩空气弃满AB 管段。
已知油的重度87.60=γ千牛/米3,当h=0.8米时,相应油库中汽油深度H 是多少?14 题图 15 题图(答:1.14米)15 尺寸为l c b ⨯⨯的飞机汽油箱,所装汽油量为容器容积的三分之一,飞机作水平等加速飞行,试确定:1)汽油自由液面碰到油箱底边时的加速度a 。
2)汽油自由液面达到油箱中心时(即油箱停止供油时)的飞机加速度a 。
(不计油箱圆角的影响,已知尺寸比例b :c=1:2) (答:3.27米/秒2,14.7米/秒2)16 如图为一盛有水的圆筒形容器,以角速度ω绕垂直轴作等角速旋转,试求超过多少转数时可露出筒底。
(答gh Rπ1)16 题图17 如图示,各盛水器形状不同,但底面积相同,盛水深度也相同,问桶底所受的总压力是否相同,为什么?底所受的总压力是否等于盛水的重量。
17 题图18 在圆球表面形三个测压孔,并用橡皮管分别与多管压力计连通(用虚线表示),气流吹过时测得h A =0,h B =60毫米,h c =30毫米(均为垂直高度差),如图示。
多管压力计中液体的重度为7840=γ牛/米3,大气的压力为760毫米汞柱。
试计算A 、B 、C 三点的压力。
18 题图(答:760毫米汞柱,756.5毫米汞柱,758.2毫米汞柱)19 如图为一开口容器,已知a x =a y =4.903米/秒2,AB=BC=1.3米,求A 、B 、C 各点处的压力。
19 题图(答:0;17.89千帕;11.52千帕)20 旋风除尘器的下端出灰口插入水中,使其内部与大气隔形,称为水封。
求管口必须插入水中的深度h。
若:除尘器内为正压,P=100毫米水柱。
20 题图工程流体力学习题及答案(3)1 如图所示,d=80毫米的一分流管,其壁上等距离开有四处分流口,若分流器底端封闭,经各分流口流出的流量为q 1=q 2=q 3=q 4米3/秒,求分流管截面22与44上的流速是多少? (答:8.97米/秒;2.99米/秒)1 题图2 某厂均热炉以重油为燃料,重油罐高与直径均为5.5米,以仪表测得油罐油面每小时下降25厘米,若均热炉工段经常有九座炉子在生产,试求每座炉子的平均耗油量,重油密度970=ρ公斤/米3。
(答:641公斤/时)3 试证明以下流场是否能存在(即是否满足连续方程);a)u=4,v=3;b)u=4,3x ;c)u=4y,v=0;d)u=4y,v=3x ;e)u=4y,v=-3x ;f)u=4y,v=-4x ;g)u=4xy,v=0。
若流场存在,则画出其流线图。
4 已知xy yt u ln sin += x y xt v /2cos -=试问流动是否能连续。
5 试证明一维稳定管流的连续方程式也可以写为0d V dV A dA =ρρ++ 6 今拟设计一锥形收缩喷咀,已知喷咀进口直径d 1=60毫米,水流流量Q=0.012米3/秒,设若需将喷咀出口流速提高为进口的两倍,问喷咀出口直径d 2与流速v 2为多少? (答:42.4毫米;8.49米/秒)7 如图所示为测量空气流速的皮托管,压差计的读数为h=250毫米水柱,空气的密度为23.1=ρ公斤/米3,求空气的流速。
(答:63米/秒)7 题图8 如图所示,在阀门打开的情况下,风管内空气的流速为v=30米/秒,酒精压力计的读数为h=100毫米,若空气与酒精的密度各为29.1=ρa 公斤/米3, 800=ρs 公斤/米3,(答:0.174米酒精柱)9 为测定离心式通风机的进风量,在风机吸风口装置了吸风量筒,直径d=200毫米,如图示,若空气的密度为29.1=ρ公斤/米3,真空计读数h=250毫米水柱,试求风机的吸风量。