08流体力学计算练习题

kg/m，B液体是水银，密度为1.如图所示，图中A液体是水，密度为1000313600kg/m3，ｙ＝60ｃｍ，ｚ＝30ｃｍ。求M点处的压强。答案：46.1kPa

uyztxzt

2、已知流场中的速度分布为xy（１）说明此流动是否恒定？

（２）求流体质点在通过流场中点（１，１，１）时的加速度。 答案：（１）因为速度与时间有关，所以此流动为非恒定流动；

ax3tay1t

（２）

az222xyx，判断说明３、已知不可压缩流体平面流动的速度势为

该流动是否存在流函数？若有流函数，则求出流函数。

答案：因为只要是不可压缩流体的平面流动，就必然存在流函数，所以该流动存在流函数。

2xyy

kg/m，直径为25ｍｍ，在密度为930kg/m的油中以4、铅球的密度11420330.375m/s的速度等速沉降，求油的动力粘度。

答案：9.53Pa.s

５、一根输油管总长7000ｍ，内经500mm，油的密度为925kg/m，动力粘度为0.13Pas，试问若输油管保持层流，管内的最大流速为多少？此时的沿

3程阻力造成的压强降为多少？

答案：管内的最大流速为0.563m/s，压强降为65443kPa

6．离心水泵的体积流量Q=20m3/h，安装高度Hg=5.5m，吸水管内径d=100mm，吸水管的总损失hw=0.25m（水柱高度）水池的面积足够大，求水泵进水口处的真空度?

答案：p=56660Pa(真空度)

Hg=5.5m

Pa

7．设剪切流动的速度场为

uay0 0a是不为零的常数，流线是平行于x轴的直线,试判断这个流动是有势流还是有旋流？并加以讨论。

解：有势流动要满足以下条件，否则为有旋流。 u,u,w

yxxzzyu   a   0 所以流动为有旋流。

yx讨论：尽管流体质点作直线运动，且流线为平行直线，表面上是无旋流动的假

象，但计算结果表明流动是有旋流动。

8、水流过一段转弯变径管,如图所示,已知小管径

d1200mm，截面压力

p170kPa，大管径

d2400mm，压力p240kPa，流速u2=1m/s。两截

面中心高度差

z1m，求管中流量及水流方向。

1212QVAVd13.140.40.1256(m3/s) 解: 222244 V14Q40.12564m/s 22d13.140.2 取截面1为基准面， 截面1的总水头：

p1V127000042H17.95（m）

g2g10009.80629.806截面2总水头：

p2V224000012H2z15.13（m）

g2g10009.80629.806 H1H2

所以水流方向为由1截面到2截面。

9、有一输水系统如图所示，管子规格为

484，已知管路阻力（直管和局

u2h3.2部阻力）损失为：f2g，求(1) 水的输送流量为多少？(2) 若欲

使流量增大20%，水箱的高度应增加多少米？ 解：在高位槽与出口截面间列伯努利式，有： V2V253.22g2g5m 7m V29.854.83m/s

4.2QVA4.830.7850.04426.07103m3/s

管径不变，流量增大20%，则流速增大20%，设增大后的高度为H

H1.24.8321.2 H1.4457.2m 254.832所以要增大 7.2-5=2.2m

10、使小钢球在油中自由沉降，以测定油的动力粘度，已知油的密度为

kg/m900kg/m3，小钢球的直径为３ｍｍ，密度为7800的沉降速度为0.11m/3，若测得小钢球

s，求油的动力粘度。

解：假设层流沉降，应用斯托克斯公式

d2(s)g0.0032(7800900)9.810.308Pas

18Uf180.110.0030.11900Re0.961

0.308层流沉降，假设合理

答案：0.308Pa.s

11．用管子从高度为H的高位槽放水，为增大放水量，拟提出如下两种方案： 1） 并联一根结构和直径相同的管子； 2）将原管子换成一根直径为原管径两倍

的管子。试定量比较两种方案水量增大的结果（忽略摩擦系数的变化）。

解 1）并联

在高位槽与出口截面间列伯努利式：

duV2HHf

2g并联管路的特点：Hf1题意 A1Hf2Hf

A2A

l1l1V12d12gHf11 Hf22l2l2V22 2d22g2V2VVHf,Hf11,Hf22

2g2g2gV12V22则 V1V2V 2g2g流量：QQ1Q2A1V1A2V22AV2Q

2）换成一根直径为原管径两倍的管子 在高位槽与出口截面间列伯努利式：

2VVH3f3 HHf=

2g 2g2Hf3l3le3V323d32g

lleV2Hf

d2gV3V2Hf,Hf3

2g2g依题意：d322d； (ll)3(l3l3)

则

A34A , V3V2

Q3A3V34AV242Q

结论：换一根直径为原管径两倍的管子，比并联一根结构和直径相同的管子所

获得的水量增加更多。