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1、1第一章第一章流体及其主要物理性质流体及其主要物理性质1-1.轻柴油在温度 15C 时相对密度为 0.83，求它的密度和重度。解：4C 时33/9800/1000mNmkg水水相对密度：水水d所以，33/8134980083. 083. 0/830100083. 083. 0mNmkg水水1-2.甘油在温度 0C 时密度为 1.26g/cm3，求以国际单位表示的密度和重度。解：33/1000/1mkgcmgg333/123488 . 91260/1260/26. 1mNgmkgcmg1-3.水的体积弹性系数为 1.96109N/m2，问压强改变多少时，它的体积相对压缩 1？解：dpVdVPaE
2、pp)(1MPaPaEEVVVVpp6 .191096. 101. 071-4.容积 4m3的水，温度不变，当压强增加 105N/m2时容积减少 1000cm3，求该水的体积压缩系数p 和体积弹性系数 E。解：1956105 . 2104101000PapVVpPaEp89104105 . 2111-5.用 200L 汽油桶装相对密度为 0.70 的汽油， 罐装时液面上压强为 1 个大气压， 封闭后由于温度变化升高了 20C， 此时汽油的蒸气压为 0.18 大气压。若汽油的膨胀系数为 0.0006C1，弹性系数为 14000kg/cm2。试运算由于压力及温度变化所增减的体积？问灌桶时每桶最多不
3、超过多少公斤为宜？解：EEg140009.8104Pap0.18atdppVdTTVdV00VTVTVVTT00VpVpVVpp所以，dpVdTVdppVdTTVdVpT002从初始状态积分到最终状态得：LLLVppEVTTVVdpVdTVdVTpppTTTVV4 . 21057. 24 . 2200108 . 914000108 . 918. 0200200006. 0)(1)(3440000000000即kgVVM32.13810004 . 220010007 . 0另解另解：设灌桶时每桶最多不超过 V 升，则200ptdVdVVVdtVdVtt2000061. 0VdpVdVpp18.
4、0140001（1 大气压1Kg/cm2）V197.6 升dVt2.41 升dVp2.5210-3升G0.1976700138Kg1352.4N1-6.石油相对密度 0.9，粘度 28cP，求运动粘度为多少 m2/s?解：sPaPsPasmPaPcP1 . 0110110132cStStsm3131. 0/101 . 310009 . 010282531-7.相对密度 0.89 的石油，温度 20C 时的运动粘度为 40cSt，求动力粘度为多少？解：89. 0水d40cSt0.4St0.410-4m2/s0.410-48903.5610-2Pas1-8.图示一平板在油面上作水平运动，已知运动速
5、度 u=1m/s，板与固定边界的距离=1，油的动力粘度1.147Pas，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性阻力为多少？3解：233/10147. 11011147. 1mNdydu1-9.如图所示活塞油缸，其直径 D12cm，活塞直径 d11.96cm，活塞长度L14cm，油的0.65P，当活塞移动速度为 0.5m/s 时，试求拉回活塞所需的力 F=？解：AdL , 0.65P0.065 Pas ,u0.5m/s ,y=(D-d)/2NdyduAF55. 821096.11125 . 010141096.1114. 3065. 02224第二章第二章流体静力学
6、流体静力学2-1.如图所示的 U 形管中装有水银与水，试求：（1）A、C 两点的绝对压力及表压各为多少？（2）A、B 两点的高度差为多少？解： pA表h水0.3mH2O0.03at0.39800Pa2940PapA绝pa+ pA表 （10+0.3） mH2O1.03at10.39800Pa100940PapC表hghhg+ pA表0.113.6mH2O+0.3mH2O1.66mH2O0.166at1.669800Pa16268PapC绝pa+ pC表 （10+1.66） mH2O11.66 mH2O 1.166at11.669800Pa114268Pa30c30cmH2O13.6h cmH2O
7、h30/13.6cm=2.2cm题 2-2题 2-32-2.水银压力计装置如图。求管中心 A 处绝对压力及表压力？ （设油品相对密度为 0.9）解：pA表1513.610+350.9cmH2O225.5cmH2O0.2255at2.209910104 4PapA绝pa+ pA表（10+2.255）mH2O1.2255at120099Pa2-3.今有 U 形管，内装水和四氯化碳（CCl4） ，如图所示。试求四氯化碳的相对密度。解：列等压面方程：30.6cmH2O17.8cmH2O+8.04ccld6 . 188 .176 .304ccld2-4.图示水罐中气体绝对压强p11.5104Pa， 高度
8、H1m。当时的大气压强相当于 745mm 水银柱高。试求玻璃管中水银的上升高度 h 为多少？解：绝对压强 p11.5104Pap1+Hpahghhgh74510-313.69800-1.5 104-980019.929104-1.5104-0.981047.449104Pa题 2-45h7.449104/(13.69800)=0.56m2-5.油罐内装相对密度 0.8 的油品，下有底水，为测定油深及油面上的压力， 装置如图所示的 U 形管水银压力计，测得各液面位置如图。试确定油面高度 H 及液面压力 p0。解：13.60.5-0.86mH2O6-1.66-0.4d油HH（1.6-0.4）/d油
9、1.5mP06-1.6mH2O4.4mH2O0.44at4.312104Pa （表压）题 2-5 图2-6.油罐内装相对密度 0.70 的汽油，为测定油面高度，利用连通器原理，把 U 形管内装上相对密度为 1.26 的甘油，一端接通油罐顶部空间，一端接压气管。同时，压气管的另一支引入油罐底以上 0.40m 处，压气后，当液面有气逸出时，根据 U 形管内油面高差 h0.70m 来推算油罐内的油深 H 为多少？解：p甘油hp汽油（H-0.4）H甘油h/汽油+0.4=1.260.7/0.70+0.4=1.66m2-7.为测定油品重度，用如下装置，经过 1 管或 2 管输入气体，直至罐内油面显现气泡为
10、止。用 U 形管水银压力计分别量出 1 管通气时的h1，及 2 管通气时的h2。试根据1、2 两管的沉没深度 H1和 H2以及h1和h2，推求油品重度的表达式。解：2021012022210111HhHhHphpHphpHgHgHgHg2121021021HHhhHHhhHgHg2-8.如图所示热水锅炉，h250mm，问锅炉内液面在何处？（要求作图表示不必运算）6液面上蒸汽压力为多少？右侧两管的液面差 h1应为多少？解： CD p0hgh213.698005010-3pa6664Pa p0hgh2水h1mmmhhHg68068. 010506 .13321水水水题 28 图题 29 图题 21
11、0 图2-9.图示两水管以U形压力计相连， A、 B两点高差1m， U形管内装水银， 若读数h0.50m，求 A、B 两点的压差为多少？解：HAHB1h1-0.500.50matPahHphHHpphHpHpHgBAHgBAABHgAABB73. 0715405 . 098006 .135 . 09800水水水水2-10.欲测输油管上 A、B 两点的压差，使用 U 形管压差计，内装水银，若读数 h360mm，油的相对密度 0.78，则 pApB？解：atPahhhhpphhhpphhphpHgBAABHgBAHgBBAA46. 096.4522810360980078. 06 .1378. 0
12、6 .133水水油油油油2-11.为测水管上微小压差，使用倒 U 形管，上部充以相对密度 0.92 的油，若 h125mm，求 pApB？解：PahhhpphhphpBADBA9810125980008. 092. 013C水油水油水水2-12.图示为校正压力表的压挤机，密闭室内油的容积 V300cm3，圆柱塞直径 d10mm，柱的螺距 t2mm， 摇柄半径 r150mm， 求获得 250 大气压时所需的手摇轮的转数？（根据油的压缩性找出体积平稳关系，p4.7510-10Pa-1）7解：圈2324.2201. 014. 3102108 . 9250103001075. 444423462002
13、10DtpVnpVDntpp2-13.用水银测压计测量容器中的压力， 测得水银柱高差为h，如图所示。若将测压管下移到虚线位置，左侧水银面下降 z， 如果容器内压力不变， 问水银柱高差 h 是否改变？改变多少？若容器内是空气，重度a11.82N/m3，结果又如何？解：p+水zHghh=p+水(z+z)/Hgh= h-h=p+水(z+z)-p-水z/Hg=(水/Hg) z=z/13.60.07353z所以，水银柱高度差 h 变大。若容器中是空气a11.82N/m3p=Hghh=p/Hg与 z 无关，h 不变2-14.利用装有液体并与物体一起运动的 U 形管量测物体的加速度，如图所示。U 形管直径很
14、小，L30cm，h5cm。求物体加速度 a 为多少？解：自由液面方程：xgazs2211xgazxgazss其中，x115cm，x215cm，zs1zs2h5cmzs1zs2a（x2x1）/gagh/L=9.80.05/0.3=1.63m/s22-15.盛水容器，试求其中深度 H1m 处的液体压力。（1） 容器以 6m/s2的匀加速度垂直上升时；（2） 容器以 6m/s2的匀加速度垂直下降时；（3） 自由下落时；8（4） 容器以 15m/s2的匀加速度下降时；解：如图建立直角坐标系，则在 dp(Xdx+Ydy+Zdz)中有：X0，Y0，Zga所以，dp-(g+a) dz积分上式：p-(g+a)
15、 z+C代入边界条件：z0 时，p0（表压） 得 C0所以：p-(g+a) z ，令zH 得：p(g+a) H（1） 容器以 6m/s2的匀加速度垂直上升时：a6m/s2p(g+a)H（9.8+6）1000115800Pa0.16at（2） 容器以 6m/s2的匀加速度垂直下降时：a6m/s2p(g+a)H（9.86）100013800Pa0.039at（3）自由下落时：a9.8 m/s2p(g+a)H（9.8-9.8）100010（4）容器以 15m/s2的匀加速度下降时：a15 m/s2p(g+a)H（9.815）10001-5200Pa0.053at2-16.在一直径 D300mm、高
16、H500mm 的圆柱形容器中注入水至高度 h1300mm，然后使容器绕其垂直轴旋转。试决定能使水的自由液面到达容器上部边缘时的转数 n1。当转数超过 n1时，水开始溢出容器边缘，而抛物面的顶端将向底部接近。试求能使抛物面顶端碰到容器底时的转数 n2，在容器静止后水面高度 h2将为多少？解：自由液面方程：grzs222注：抛物体的体积是同底同高圆柱体体积的一半gRRgRV422142222抛12122hHRVhRVHR抛抛11112421244nRhHghHRgRmin/34.178/97. 21015014. 3103005008 . 93311rsrRhHgn2/2HRV抛min/4 .19
17、9/323. 31015014. 32105008 . 922423322422rsrRgHnHRgRn9mmHh250250022附证明附证明：抛物体的体积是同底同高圆柱体体积的一半抛物体的体积是同底同高圆柱体体积的一半gRRgRV422142222抛grgrrzrVVgrrgdrrgdrgrrgrdrdzrVrrrzz2221442224022022002040204230222022202000000柱柱抛2-17.木制提升式闸板， 宽度 B1.5m， 水深 H1.5m，闸板与导槽间的摩擦系数为 0.7，求提升闸板需力多少？解：NBHHApNc5 .165375 . 198002123水
18、NNfT25.115765 .165377 . 02-18.图示油罐发油装置，将直径 d 的圆管伸进罐内，端部切成 45角，用盖板盖住，盖板可绕管端上面的铰链旋转，借助绳系上提来开启。若油深 H5m，圆管直径 d600mm， 油品相对密度 0.85， 不计盖板重及铰链的摩擦力，求提升此盖板所需的力的大小。 （提示：盖板为椭圆形，要先算出长轴 2b 和短轴 2a，就可算出盖板面积 Aab）解：由题意dbda22,243baJc24 . 06 . 02226 . 014. 3mabANHAP166604 . 059800对轴求矩：TddTbTyybPCD2222245sin2)(mHHyC07.
19、752245sin10KNNTmddAyJyycccD8687.117 .118686 . 000318. 06 . 0221666000318. 04 . 007. 723 . 03 . 044 . 007. 72224332-19.25m3卧式圆筒形油罐，长 4.15m，内径 2.54m，油品相对密度0.70，油面高度在顶部以上 0.20m，求端部圆面积上所受的液体总压力的大小和压力中心位置？解：NDyApPcc5 .51071454. 214. 3254. 22 . 098007 . 0422水mDDAyJecc274. 0427. 12 . 06424meyycD744. 1274.
20、047. 12-20.1000m3半地下罐，所装油品相对密度为 0.8，油面上压力 0.08 大气压。钢板的容许应力为1.176108Pa，求最下圈钢板所需厚度？（提示：参考工程力学薄壁筒运算原理）解：mDVHHDV5161000444222mDPemNHpP0032. 010176. 1216470402/47040598008 . 0980008. 082油2-21.某处装置一安全闸门，门宽 B 为 0.6 米，门高 H为 1.0 米。距底 0.4 米处装有闸门横轴，闸门可绕轴旋转。问门前水深 h 为若干时，闸门即可自行开放？（不计各处的摩擦力）解：法一：hhD 0.4 m11BHhBHh
21、AhJhhcccD5 . 0125 . 03h 1.33 m法二：7 . 035286 . 06 . 07 . 0980011111hhBHyApPcc7 . 023524 . 06 . 02 . 0980022222hhBHyApPcc7 . 003. 06 . 06 . 07 . 0126 . 06 . 031111hhAyJecc2 . 0304. 04 . 06 . 02 . 0124 . 06 . 032222hhAyJecc由题意：P1 （0.3e1） P2 （0.2 + e2）解得：h 1.33m2-22.图示两个半圆球形壳，以螺钉相连接。下半球固定于地面，其底部接以测压管，球内
22、装满水，测压管内水面高出球顶 1m，球直径 2m，试求螺钉所受的总张力。解：螺钉所受的总张力等于上半球所受到的静水压力 FNRRhDVF3 .41029114. 332) 11 (4214. 398003243232压力体2-23.卧式油罐直径 2.2m，长 9.6m，油面高出顶部 0.2m。密闭时，油面蒸汽压力为 368mm 水银柱，油品相对密度 0.72，求 AA及 BB 断面处的拉力？解：368mmHg5004.8mmH2O6951.1mmOil6.95mOilAA 断面：NLDDLHVPAA321.11007562 . 2414. 3211 . 115. 72 . 26 . 99800
23、72. 0421980072. 02压力体油BB 断面：mAyJeNHLHApPcccccBB049. 06 . 92 . 21 . 115. 72 . 26 . 912144.12294376 . 92 . 215. 71 . 1980072. 03油122-24.在盛有汽油的容器的底上有一直径 d220mm 的圆阀，该阀用绳系于直径 d1100mm 的圆柱形浮子上。 设浮子及圆阀的总质量 m100g，汽油相对密度 0.75，绳长 Z150mm，问圆阀将在油面高度 H 为多少时开启？解：由题：PGF浮临界状态PGF浮2oPHAVFo排浮mddzdddmgHzdHmgddHdHmgzHd174
24、. 015625. 00177. 002. 01 . 015. 01 . 002. 01 . 0980075. 014. 38 . 91 . 04444442222222212122212122212221即 H0.174m2-25.图示水泵吸水管内的圆球形吸入阀，管内液面高 H15m，管外液面高 H2=2m。实心钢球直径 D=150 毫米，材料相对密度 8.5，安装在一个直径 d=100mm 的阀座上。问吸水管内 AB 液面上需有多大的真空度时，才能将球阀升起？（提示：先分清球阀在垂直方向上受哪些力的作用，再根据压力体去解）解：由题意：PG，设真空度为 h压力体叠加后只剩压力体叠加后只剩 V
25、 V柱柱( () )和和V V球球( () ), ,产生的向上压力产生的向上压力 P上上hHHdDP212346水水上向下的力为球阀自重向下的力为球阀自重 G G球63DG13P上上G 时，阀门可启动，相等为临界状态时，阀门可启动，相等为临界状态omHh269. 4（p0h4.59104Pa）2-26.玻璃制比重计，管下端小球中装有弹丸，管外径 2.0cm，小球体积 V010cm3；比重计的重量 m25g，汽油相对密度为 0.70。求比重计埋住在汽油中的深度 h？解：GF 浮hdVmg4102排汽2.59.80.79.8（10+3.1422h/4）h8.2cm2-27.一木排由直径 250 毫
26、米，长 10 米的圆木结成。用以输送 1000 牛顿的重物通过河道。设木头的相对密度为 0.8，过河时圆木顶面与水面平齐。问至少需要圆木多少根？解：至少需要圆木 x 根GF浮4 .101025. 014. 398002 . 0400001000010000422xxVxVxLD木木所以，至少 11 根。14第三章第三章流体运动学与动力学基础流体运动学与动力学基础3-13-1已知流场的速度分布为kxyjyixyu3231(1)属几元流动？(2)求（x，y，z）（1，2，3）点的加速度。解： （1）属二元流动。（2）xyuyuxyuzyx,31,3233. 531631023104322xyxyx
27、yyyxyzuuyuuxuutuaxzxyxxxx67.1033231031005232yyyxyzuuyuuxuutuayzyyyxyy33. 5316320310332xyxyxyyxyzuuyuuxuutuazzzyzxzz3-2 已知平面流动的速度分布规律为jyxxBiyxyBu222222解：22222,2yxxBuyxyBuyx流线微分方程：yxudyudx代入得：222222yxxBdyyxyBdxCyxydyxdxxdyydx2203-3 用直径 200mm 的管子输送相对密度 0.7 的汽油，使流速不超过 1.2m/s，问每小时最多输送多少吨？解：htskgVAQM/95.9
28、4/376.262 . 0414. 32 . 110007 . 023-4 油管输送相对密度 0.8 的煤油，设计输送量为 50t/h，限制流速不超过 0.8m/s，需多大管径？解：VMdAVAQM4215mmmVMd166166. 08 . 010008 . 014. 33600/100050443-5 一离心泵吸入管直径 150mm，排出管直径 100mm，若限制吸入管流速不超过 0.7m/s，求流量及排出管流速各为多少？解：smVAQ/0124. 0415. 014. 37 . 032smVddAAVV/575. 17 . 015 . 122吸排吸排吸吸排3-6 自水箱接出一个水龙头，龙
29、头前有压力表。当龙头关闭时，压力表读数为 0.8 大气压；当龙头开启时，压力表读数降为 0.6 大气压。如果管子直径为 12 毫米，问此时的流量为多少?解： p00.8at8mH2O对 11、22 列伯努利方程:smAVQsmgVgV/1008. 74012. 014. 326. 6/26. 668229800980006 . 0000834222223-7 水从井 A 利用虹吸管引到井 B 中，设已知体积流量 Q=100 米/时，H1=3 米，Z=6 米，不计虹吸管中的水头缺失，试求虹吸管的管径 d 及上端管中的负压值 p。解： 列 1、2 的伯努利方程：mmmVQddVQsmgHVgVH6
30、8068. 067. 714. 33600/100444/67. 738 . 9222000022212221列 1、3 的伯努利方程：KPaPagVHzpgVpHz8 .58108 .58698002200032121另解：列 2、3 的伯努利方程：11228mH2O12316atKPaPazpgVpzgV6 . 08 .58108 .586980022003223-8为测管路轴线处的流速，装置如图所示的测速管。左管接于水管壁，量出不受流速影响的动压强；右管为 90弯管，量出受流速影响的总压强。把两管连于 U 形管水银压差计上。若h=200 毫米，求管轴处的流速?解：022ppguAsmhg
31、ppguHgA/03. 798002 . 0980016 .138 . 92220注：hzzzphzpHg2122113-9 相对密度为 0.85 的柴油，由容器 A 经管路压送到容器 B。容器 A 中液面的表压力为 3.6大气压，容器 B 中液面的表压力为 0.3 大气压。两容器液面差为 20 米。试求镇定器 A输送到容器 B 的水头缺失?解：列 A、B 两液面的伯努利方程：mpphhppBABwABwABA8 .1820980085. 0980003 . 06 . 320020000000油油油3-10 为测量输油管内流量，安装了圆锥式流量计。若油的相对密度为 0.8，管线直径 D=100
32、毫米，喉道直径 d=50 毫米，水银压差计读数h=40 厘米。流量系数 0.9，问每小时流量为若干吨?解：pgAQ2hthtskghgdQMHg/57/100036008256.15/8256.154 . 098008 . 098008 . 06 .138 . 92405. 014. 39 . 010008 . 02422油油Z1Z22211173-11 为了在直径 D160mm 的管线上自动掺入另一种油品，安装了如下装置：自锥管喉道处引出一个小支管通入油池内。若压力表读数 2.4at，喉道直径 d40mm，T 管流量 Q30L/s， 油品相对密度 0.9， 欲掺入的油品相对密度为 0.8，
33、油池油面距喉道高度 H1.5m，如果掺入油量为原输送量的 10%，B 管水头缺失设为 0.5m 油柱，试决定 B 管直径以多大为宜？解： 列 11、22 的伯努利方程：gVpgVp22222211smsLAVAVQ/03. 0/30322112221020096. 0416. 014. 34mDA2222001256. 0404. 014. 34mdAsmAQVsmAQV/89.23001256. 003. 0/493. 1020096. 003. 02211代入伯努利方程：atPagVVpgVVpp21. 037.206268 . 9289.23493. 198009 . 0980004 .
34、 2222222211222112列 33、44 的伯努利方程：mVQdsmVdVAQQsmhpHgVpphgVpHBBBwBwB033. 0517. 314. 3003. 044/003. 04%10/517. 3366.125 . 05 . 198008 . 037.206268 . 922200042342412442424143-123-12 图示水箱在水深 H3m 处接一水平管线。管线由两种直径串联已知：H3m，d120mm，d210mm，L1L210m，hw10.6mH2O，hw21mH2O求： Q； i1，i2； 绘制水头线18解： 对 00、22 两液面列伯努利方程：)(2gV
35、00002122wwhhHmhhHww4 . 1)6 . 01 (3)(2gV2122smV/24. 52smVAQ/10112. 4401. 014. 324. 534222 粗管段：06. 0106 . 0111Lhiw细管段：1 . 0101222LhiwsmVdd/31. 124. 52010V22212 1mgV09. 02213-133-13 图示输水管路 d1d2d3，若忽略管件处的局部阻力，试绘制其总水头线和测压管水头线的示意图。3-143-14 用 80KW 的水泵抽水，泵的效率为 90%，管径为 30cm，全管路的水头缺失为 1m，吸水管水头缺失为 0.2m，试求抽水量、管
36、内流速及泵前真空表的读数。解：KWNN729 . 080泵轴泵泵的扬程：H=z2-z1+h1-2=29+hw=30mH2OsmdQVsmHNQQHN/47. 33 . 014. 3245. 044/245. 0309800100072223泵泵对 11、22 两液面列伯努利方程：19KPaPagVpgVp58.2745.275808 . 9247. 32 . 2980022 . 022 . 0220002223-153-15 图示一管路系统，欲坚持其出口流速为 20m/s，问需多少功率的水泵？设全管路的水头缺失为 2m， 泵的效率为 80%， 若压水管路的水头缺失为 1.7m， 则压力表上的读
37、数为多少？解：smAVQ/1057. 1401. 014. 32033222泵的扬程：H=z2-z1+hw+gV222=20+2+8 . 92202=42.41mWNNWQHN65.8158 . 052.65252.65241.421057. 198003泵泵轴泵对 11、33 两液面列伯努利方程：KPaPahgVHpsmVddVhgVpHww3904 .3903583 . 08 . 925141.42980021/52021210002123222323123另：对 33、22 两液面列伯努利方程：KPaPapggphgVpgVpw3903903607 . 1198 . 9252098007
38、 . 122001925021920222223222233-163-16 图示离心泵以 20m3/h 的流量将相对密度 0.8 的油品从地下罐送到山上洞库油罐。地下罐油面压力 0.2 大气压，洞库油罐油面压力 0.3 大气压。设泵的效率 0.8，电动机的效率 0.9，两罐液面差 H40m，全管路水头缺失设为 5m，求泵及电动机的额定功率（即输入功率）应为多少？解：对 11、22 两液面列伯努利方程：212104000woohpHp20mppHo25.464598008 . 0108 . 92 . 03 . 0540412WNNWNNWQHN84.27979 . 006.25188 . 04
39、.201425.4636002098008 . 0轴电泵轴泵3-173-17 用 8kW 的水泵抽水，泵的效率为 90%，管径 300mm，全管路水头缺失设为 3m 水柱，吸入管线的水头缺失设为 0.8m 水柱。求抽水量、管内流速及泵前真空度？（提示：因流量是未知数，能量方程将为一元三次方程，可用试算法求解）解：KWNN2 . 79 . 08泵轴泵由 11、22 两液面列伯努利方程得：22222423VDAVQhgVHQHNw泵smVQsmViiVVV/1195. 007065. 0/6921. 16921. 19429.108461. 09429.108461. 0084.2036 .117
40、3222232对 11、3 两液面列伯努利方程：PaghgVphgVpwwo6 .1907126921. 18 . 0198002121000222吸吸3-183-18 输油管上水平 90转弯处，设固定支座。所输油品相对密度为 0.8，管径 300mm，通过流量 100L/s，断面 1 处压力 2.23 大气压，断面 2 处压力 2.11 大气压。求支座受压力大小和方向？解：Q100L/s0.1m3/sAV1AV2smAQVVmA/4154. 13 . 014. 341 . 007065. 043 . 014. 3221222211321PaatpPaatp5251100678. 211. 2
41、101854. 223. 2x 方向动量方程：110VQRApxNQVApRx083.155534154. 11 . 010008 . 007065. 0101854. 2511y 方向动量方程：022VQApRyNQVApRy239.147224154. 11 . 010008 . 007065. 0100678. 2522NRRRyx945.21415239.14722083.15553222243.43xyRRarctg3-193-19 水流经过 60渐细弯头 AB，已知 A 处管径 DA0.5m，B 处管径 DB0.25m，通过的流量为 0.1m3/s，B 处压力 pB1.8 大气压。
42、设弯头在同一水平面上，摩擦力不计，求弯头所受推力为多少牛顿？解：PaatpsmAQVsmAQVmDAmDABBBAABBAA5222210765. 18 . 1/04. 2049. 01 . 0/51. 019625. 01 . 0049. 0425. 014. 3419625. 045 . 014. 34对 A、B 列伯努利方程：NApPNApPPapgVpgVpBBBAAAABBAA625.8654049. 010764. 1335.3500119625. 075.17835075.1783508 . 9251. 004. 2980010764. 12020522522由动量方程：x：NR
43、VVQRPPxABxBA30623coscosy：NRVQRPyByB8 .76710sinsinNRRRyx38.3156922223-203-20 消防队员利用消火唧筒熄灭火焰，消火唧筒口径 d1cm，水龙带端部口径 D5cm，从消火唧筒射出的流速 V20m/s，求消防队员用手握住消火唧筒所需的力 R（设唧筒水头缺失为 1m 水柱）？解：smVDdVsmAVQ/8 . 020251/1057. 1401. 014. 32022133222对 11、22 列伯努利方程：whgVgVp2222211PahgVVpw20948018 . 928 . 020980022221221NApP1045
44、.411405. 014. 32094802111动量方程：NRVVQPR3811045.411)8 . 020(1057. 110003121消防队员所需力为 381N，方向向左。3-213-21 嵌入支座的一段输水管，如图所示，其直径由 D1.5m 变化为 D21m，当支座前压力 p4 大气压，流量 Q1.8 m3/s，试确定渐缩段中支座所承担的轴向力？解：smVDDVsmAQVAVAVQ/02. 13 . 25 . 11/3 . 2114. 38 . 14222212222211对 11、22 列伯努利方程：PagVVppgVpgVp3898558 . 923 . 219800108 .
45、 94222224222112222211由动量方程：122211VVQRApAp23NVVQApApR825.38399313 . 28 . 110004114. 338985545 . 114. 398000422122211支座所承担的轴向力为 384KN，方向向右。3-233-23 水射流以 19.8m/s 的速度从直径 d100mm 的喷口射出，冲击一固定的对称叶片，叶片的转角135，求射流对叶片的冲击力。解：smAVQ/15543. 041 . 014. 38 .1932NVQRVVQRApAp645.5253135cos18 .1915543. 01000cos100122211
46、24第四章第四章流体阻力和水头缺失流体阻力和水头缺失4-1 用直径100mm的管路输送相对密度0.85的柴油，在温度20C时，其运动粘度为6.7cSt，欲保持层流，问平均流速不能超过多少？最大输送量为多少t/h？解：mmmDsmcSt1 . 0100/107 . 67 . 636层流：Rec2000smDVVDcm/134. 01 . 0107 . 62000ReRe6htsKgAVQMm/22. 310003600894. 0/894. 01 . 014. 341100085. 02水4-3 用管路输送相对密度0.9，粘度45cP的原油，坚持平均流速不超过1m/s，若保持在层流状态下输送，则
47、管径最大不应超过多少？解：sPacP3104545mVDVDmcmc1 . 0110009 . 010452000Re2000Re34-4 相对密度0.88的柴油，沿内径100mm的管路输送，流量1.66L/s。求临界状态时柴油应有的粘度为多少？解：cccAQDVDAQVVDReRe2000RecPsPa3 . 90093. 020001 . 014. 3411 . 01066. 1100088. 0234-5 研究轴承润滑的问题中，有关的物理参数为：轴的正应力p，摩擦力R，轴径D，轴承长l，轴与轴承间的间隙，润滑剂粘度，转数n。试用因次分析方法确定它们之间的无因次关系式。解： （1）0,1n
48、lDRpf（2）取 p，D，n 作为基本物理量p=ML-1T-2，R=MLT-2，D=L，l=L，= L，= ML-1T-1，n= T-121pDR，Dl2，D3，pn4（3）0,2pnDDlpDR25RnlDDpDRDlpn223124即nlDfR24-6 研究流体绕流与流向垂直放置的横卧圆柱体所受的阻力T时，涉及的物理参数为：流体的流速U、流体的粘度、密度、圆柱直径D、圆柱长度l及圆柱表面粗糙度。试用因次分析方法中的定理确定各物理量间的无因次关系式。并证明T=CDAU2(其中：A=Dl，称迎流面积)，写出阻力系数CD的函数表达式。解： （1）0,1 TlDUf（2）选基本物理量，V，DU=
49、 LT-1，= ML-1T-1，= ML-3，D=L，l=L，= L，T=MLT-2 11111113111zyxzyxLMTMLTMLDVM：1x1x11L：-1-3x1+ y1+ z1y11VD1T：-1-y1z11同理得：Dl2，D3，224DUT所以，DDlVDDUT,22DDlVDLDAUDDlVDLDDLUDDlVDDUT,2222令DDlVDLDCD,则2UACTD4-7假定气体中的声速C依靠于密度、压强p和粘度。试用雷利量纲分析方法求声速C的表达式。(C=pK)解：CkxpyzC= LT-1，= ML-3，p=MLT-2 ，= ML-1T-1 ，LT-1=k ML-3xMLT-
50、2y ML-1T-1zpkpkc2121264-8蓖麻油相对密度为0.969，动力粘度为484mPas，流经直径为75mm的管道时，平均流速为5m/s。今用空气进行模拟试验，气体管道直径为50mm，空气的运动粘度为0.15cm2/s，气流速度为多少，才能保持动力相似？(0.225m/s)解：由题意，欲保持动力相似，应坚持雷诺数相等mnReRe 50104841015. 07551000969. 034mmnnnnmmmmnnnnDDVVDVDVVm0.225m/s4-9油船吃水面积为400m2，航速5m/s，船长50m。在水中进行模型实验时，模型吃水面积为1m2。忽略表面张力及粘性力的影响，只