1、1-1.20℃的水2.5m3,当温度升至80℃时,其体积增加多少?
[解] 温度变化前后质量守恒,即
又20℃时,水的密度
80℃时,水的密度
则增加的体积为
1-2.当空气温度从0℃增加至20℃时,运动粘度增加15%,重度减少10%,问此时动力粘度增加多少(百分数)?
[解]
此时动力粘度增加了3.5%
1-3.有一矩形断面的宽渠道,其水流速度分布为,式中、分别为水的密度和动力粘度,为水深。试求时渠底(y=0)处的切应力。
[解]
当=0.5m,y=0时
1-4.一底面积为45×50cm2,高
2、为1cm的木块,质量为5kg,沿涂有润滑油的斜面向下作等速运动,木块运动速度u=1m/s,油层厚1cm,斜坡角22.620 (见图示),求油的粘度。
[解] 木块重量沿斜坡分力F与切力T平衡时,等速下滑
1-6.为导线表面红绝缘,将导线从充满绝缘涂料的模具中拉过。已知导线直径0.9mm,长度20mm,涂料的粘度=0.02Pa.s。若导线以速率50m/s拉过模具,试求所需牵拉力。(1.O1N)
[解]
1-7.两平行平板相距0.5mm,其间充满流体,下板固定,上板在2Pa的压强作用下以0.25m/s匀速移动,求该流
3、体的动力粘度。
[解] 根据牛顿内摩擦定律,得
第二章 流体静力学
2-1.一密闭盛水容器如图所示,U形测压计液面高于容器内液面h=1.5m,求容器液面的相对压强。
[解]
2-2.密闭水箱,压力表测得压强为4900Pa。压力表中心比A点高0.5m,A点在液面下1.5m。求液面的绝对压强和相对压强。
[解]
2-3.多管水银测压计用来测水箱中的表面压强。图中高程的单位为m。试求水面的绝对压强pabs。
[解]
2-4. 水管A、B两点高差h1=0.2m,U形压差计中水银液面高差h2=0.2m。试求A、B两点的压强差。(22.736
4、N/m2)
[解]
2-5.水车的水箱长3m,高1.8m,盛水深1.2m,以等加速度向前平驶,为使水不溢出,加速度a的允许值是多少?
[解] 坐标原点取在液面中心,则自由液面方程为:
当时,,此时水不溢出
2-6.矩形平板闸门AB一侧挡水。已知长l=2m,宽b=1m,形心点水深hc=2m,倾角=45,闸门上缘A处设有转轴,忽略闸门自重及门轴摩擦力。试求开启闸门所需拉力。
[解] 作用在闸门上的总压力:
作用点位置:
2-7.图示绕铰链O转动的倾角=60°的自动开启式矩形闸门,当闸门左侧水深h1=2m,右侧水
5、深h2=0.4m时,闸门自动开启,试求铰链至水闸下端的距离x。
[解] 左侧水作用于闸门的压力:
右侧水作用于闸门的压力:
2-8.一扇形闸门如图所示,宽度b=1.0m,圆心角=45°,闸门挡水深h=3m,试求水对闸门的作用力及方向
[解] 水平分力:
压力体体积:
铅垂分力:
合力:
方向:
2-9.如图所示容器,上层为空气,中层为的石油,下层为 的甘油,试求:当测压管中的甘油表面高程为9.14m时压力表的读数。
[解]
6、 设甘油密度为,石油密度为,做等压面1--1,则有
2-10.某处设置安全闸门如图所示,闸门宽b=0.6m,高h1= 1m,铰接装置于距离底h2= 0.4m,闸门可绕A点转动,求闸门自动打开的水深h为多少米。
[解] 当时,闸门自动开启
将代入上述不等式
得
3-7.图示管路由两根不同直径的管子与一渐变连接管组成。已知dA=200mm,dB=400mm,A点相对压强pA=68.6kPa,B点相对压强pB=39.2kPa,B点的断面平均流速vB=1m/s,A、B两点高差△z=1.2m。试判断流动方向,并计算两断面间的水头损失hw。
7、[解]
假定流动方向为A→B,则根据伯努利方程
其中,取
故假定正确。
3-10.为了测量石油管道的流量,安装文丘里流量计,管道直径d1=200mm,流量计喉管直径d2=100mm,石油密度ρ=850kg/m3,流量计流量系数μ=0.95。现测得水银压差计读数hp=150mm。问此时管中流量Q多大?
[解] 根据文丘里流量计公式得
3-11.离心式通风机用集流器A从大气中吸入空气。直径d=200mm处,接一根细玻璃管,管的下端插入水槽中。已知管中的水上升H=150mm,求每秒钟吸入的空气量Q。空气的密度ρ为1.29
8、kg/m3。
[解]
3-12.已知图示水平管路中的流量qV=2.5L/s,直径d1=50mm,d2=25mm,,压力表读数为9807Pa,若水头损失忽略不计,试求连接于该管收缩断面上的水管可将水从容器内吸上的高度h。
[解]
3-17.带胸墙的闸孔泄流如图所示。已知孔宽B=3m,孔高h=2m,闸前水深H=4.5m,泄流量qV=45m3/s,闸前水平,试求水流作用在闸孔胸墙上的水平推力F,并与按静压分布计算的结果进行比较。
[解] 由连续性方程:
动量方程:
按静压强分布计算
3-18.如图所示,在河道上修筑一大坝。已知坝址河段断面近似为矩形,单宽流量qV=14m3/s,上游水深h1=5m,试验求下游水深h2及水流作用在单宽坝上的水平力F。假定摩擦阻力与水头损失可忽略不计。
[解] 由连续性方程:
由伯努利方程:
由动量方程: