长沙理工大学工程流体力学习题 下载本文

内容发布更新时间 : 2024/5/12 17:59:40星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

工程流体力学

第一章

思考题

1、为什么要引进连续介质的假设?为什么可以把液体当作连续介质? 2、非均质液体的密度应该如何表示?

3、流体粘度与哪些因素有关?它们随温度是如何变化的?对流体有何影响?

4、为什么水通常被视为不可压缩流体?什么情况下要考虑液体的可压缩性和表面张力特性? 5、液体内摩擦力的大小与哪些因素有关?牛顿内摩擦定律的适用条件有哪些?

6、图为管道过水断面水流流速分布图,从其对应部位取出水体A,试标出水体A顶面和底面切应力的方向。

思考题6图

7、为什么要引入理想液体的概念?它与实际液体有什么区别?

8、单位质量力怎样定义的?静止液体和作自由落体运动的液体所受的单位质量力分别为多少?

习 题

1.1容器中盛有静止液体,此时液体所受到的单位质量力为多少?

1.2假设水的体积弹性系数K?2.2?106KPa,欲使其体积减小0.4%,问需要增加多大的压强? 1.3当压强的增量为50KN/m2,某种液体的密度增长0.02%,试求该液体的体积模量。

1.4平板面积为50?50cm2,厚度为 1.0cm,质量 m=5kg,沿着涂有厚度?=1.0mm油的斜面向下作等速运动, 其速度u=1.0m/s,带动油层的运动速度呈直线分布,油的密度ρ=950 kg/m3,求油的动力粘度和运动粘度。

1.5某种液体充满两平行边界的缝隙?内,液体的动力粘度为为η,有一面积为 A的极薄的平板以速度 u 平行于平板移动。x 为平板距上边界的距离。求:平板所受的拖力T,(缝隙内的流速按直

??u?T?ι(?)A线分布)。 ?

x??x???

第1.4题图 第1.5题图 第1.6题图

1.6水流在平板上运动(如第6题图),流速分布曲线DE为抛物线形,E点为抛物线端点,E点处

du?0,水的运动粘度??1.0?10?6m2/s,试求y?0,2,4cm处的切应力(提示:先设流速分布dy。 u?Ay2?By?C,利用给出的条件确定待定常数A,B,C)

第二章

思考题

1、理想流体处于静止状态时受到哪几种力的作用?

2、等压面应具备什么条件?在什么条件下“静止液体内任何一个水平面都是等压面”的说法是正确的?

3、下列哪一些是正确的等压面?

思考题3图

4、水静力学基本方程的形式和表示的物理意义是什么? 5、压力表和测压计测得的压强是绝对压强还是相对压强? 6、静止液体、流动液体中,各点的测压管水头是否相等?

7、绘制静水压强分布图的原理和方法是什么?为什么在工程中通常只需要计算相对压强和绘制相对压强分布图?

8、如图所示的容器中盛有两种不同重度的静止液体,试分析作用在容器 A B 壁面上的静水压强分布图应为哪一幅图?

思考题8图

9、压力中心D和受压平面形心C的位置之间有什么关系?什么情况下D点与C点重合? 10、有四个不同的盛水容器,如图所示,它们的底面积A和水深h都相等。试回答:1)各容器底面所受的静水总压力是否相等?2)容器底面所受到的静水总压力与地面对容器的反力N是否相等?(容器重量不计)

思考题10图

11、采用图解法与解析法求解平面静水总压力时,对受压面的形状是如何规定的?为什么? 12、如何确定压力体的体积?如何判断铅垂方向作用力Pz方向?

13、如图所示的容器 a 中盛有密度为?1的液体,容器 b中盛有密度为?1和?2的两种液体,试分析两个容器中曲面 AB 上压力体及压力是否相同?

思考题13图

习题

2-1 如习题图2-1所示,已知z=1.5m,h=2.5m,p0?2pa。问水箱底部和水下1m处的测压管水头

各为多少?相对压强和绝对压强各为多少?

习题图2-1 习题图2-2 2-2 如习题图2-2,已知h1=10mm,h2=200mm;h3=180mm,求淹没深度H。

2-3 用习题图2-3的装置测量油的密度,已知:h=75mm;h1=150mm;h2=10mm,求油的密度。

习题图2-3

2-4 画出习题图2-4中各平面上的流体静压强分布图。

习题图2-4

习题图2-5(本图数字需修改,见文字)

2-5 有一水箱装置如习题图2-7所示,箱底高出地面3.5m,箱中水深2.5m,水箱的自由面绝对压强为65kN/m(0.65工程大气压)。1)若以地面为基准面,A、B两点的位能、压能及测压管水头各为多少?2)若以水箱为基准面,A、B两点的位能、压能及测压管水头又各为多少?

2-6 如习题图2-6所示为一船闸闸室的闸门,巳知闸室的宽度b=10m,上游水深h1=10m,闸室中水深h2=5m,求每扇闸门上的静水总压力P及其作用点。

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习题图2-6 习题图2-7

2-7 矩形平板闸门AB一侧挡水(习题图2-7),己知闸门长L=3m,宽b=1m,形心点水深hc=2.5m;倾角α?30,闸门上缘A处设有转铀,闸门自重G=30kN,若不计门轴摩擦力,试求开启闸门所需拉力T。

2-8 如习题图2-8所示为一混凝土重力坝,为了较核坝的稳定性,试分别计算当下游有水和无水时两种情况下,每单位宽度上的静水总压力。

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