流体力学计算题练习及答案

练习题

1. 如右图所示，在一密闭容器中，上部装有密度ρ1=0.8×103

kg/m 3

的油，下部为密度

ρ2=103 kg/m 3的水，已知h 1=0.4m ，h 2=0.2m 。

测压管中水银柱的读数h =0.5m ，水银的密度为ρ1=13.6×103 kg/m 3。求密闭容器中油液面上的压强p 0。

2. 图示为一水暖系统，为了防止水温升高时体积膨胀将水管胀裂，在系统顶部设一膨胀水箱，使水有膨胀的余地。若系统内水的总体积为8m3，加温前后温差为50℃，在其温度范围内

水的膨胀系数为βT ＝9×10－4 1/℃，求膨胀水箱的最小容积。 3. 当温度不变，压强从0.20 MPa 增加到10 MPa 时，某种液体的体积减小0.49%，求该液体的体积模量。 4. 两个充满空气的封闭容器互相隔开，左边压力表M 的读数为100kPa ，右边真空计V 的读数为 3.5mH2O ，试求连接两容器的水银压差计中h 的读值。

5. 已知流体运动的速度场为：

3

2

31y

v xy v y x ==，，试求t=2时过点()()x y z ，，，，=312处的流线方

程。

h

p a

p 0

h 1

h 2

ρ1

ρ2

ρ3

6. 如图所示，水在压强作用下从密封的下水箱沿竖直管道流入上水箱中，已知h ＝50cm ，H ＝3m ，管道直径D ＝25mm ，λ＝0.02，各局部阻力系数分别为ζ1＝0.5，ζ2＝5.0，ζ3＝1.0，求：为维持稳定的管中流速V ＝1m/s ，下水箱的液面压强应保持在多少Pa?

7. 右图为毕托管示意图。液体自左向右流动，直管和直角弯管直接插入管道内的液体中，弯管开口迎着流动方向。测得A 点的液柱高度为hA =170 mm ，B 点的液柱高度为hB = 230 mm ，已知液体的密度为 =990 kg/m3，忽略阻力损失，试计算管内液体

的流速uA 。

8. 如右图所示为一壁厚可以忽略的大容器，在其下部开一直径为d =12mm 的小孔口，水自孔口流出后进入另一液面比大容器液面低H =1.2m 的

容器中，两容器内的水位始终保持不变。试计算水的出流流量和孔口处的流速。

9. 如图所示为一壁厚可以忽略的大容器，为了便于出流，在容器壁上开一圆孔并在外面焊接一段等径圆管，容器自由液面及孔口出口皆与大气相通，而且可以保证容器内的水位不变。已知孔口直径为d =12mm ，焊接的圆管长度l = 40mm 。

容器自由液面相对于孔口中心线的高度为H =1.2m ，试计算水的出流流量和出口流速。

10. 用长l =300m 、内径d =200mm 的铸铁管输送密度ρ = 880 kg/m3的油液，测得质量流量qm = 8.80×104 kg/h 。设冬季油液的运动粘度ν1=109.2×10-6m2/s ，夏季运动粘度ν2=35.5×10-6m2/s ，试确定冬、夏季输油管路以油柱高度表示的水头损失h λ。 [注：若流动状态为湍流，可取λ = 0.04] 11、一恒定有压均匀管流，已知管径d=20 mm ，管长 l=20m ，管中水流流速 u=0.12m/s ，水温 t=10℃时水的运动粘度 n =1.306×10-6m 2/s ，求沿程阻力损失

12、如图，已知压力表测得密闭容器内

的压力读数为5千帕，其他数据如图中所示，求未知液体的密度（已知水和水银的密度分别为1吨/立方米和13.6吨/立方米）。

13. 液体由水箱经中间有收缩截面（截面积为1

A ）的管子定常出流，2

A 为出口面积，2

h 是

出口在水箱液面下的深度，问要吸上深为1

h 的

同种液体，2

1

/A A 应为多少（不计损失）？

14. 已知流体运动的速度场为：

3

2

3

1

y

v

xy

v

y

x

=

=，

，试求t=2

时过点处的流线方程。

15. 一压缩空气罐与文丘里式的引

射管连接，d1,d2,h均为已知，问气

罐压力p0多大方才能将B池水抽

出。

16. 用水银压差计测量水管中的点速度u，如

读数Δh＝60mm，求该点流速。

17. 如图所示输水管经三通

管分流。已知管径分别为

d1=200mm、d2=100mm和

d3=150mm,断面平均流速分

别是v1=2m/s和v2=1.5m/s，

试求断面平均流速v3.

18. 图示一串联管路，管径、管长、沿程水力摩阻系数和流量分别标于图中，试按长管计算所需的水头H为多少？

19. 水沿着长L＝1000m、直径D＝200mm的干管流过，管终端流量为Qz＝0.04m3/s，沿干管

全长布置有彼此相距l＝50m的

出流点，各出流点的流量均为q＝2×10-3m3/s。已知沿程阻力系数λ＝0.025，局部阻力不计。(1)求沿程损失hf；(2)若全部流量均通过干管流过，求所需要的压头H1；(3)若全部流量均通过各出流点流出，求所需要的压头H2。

20. 自水池中引出一根具有三段不同直径的水管，已知直径d ＝50mm，D＝200mm，长度l＝100m，

水位H＝12m，沿程阻力系数λ＝0.03，

局部阻力系数K阀＝5.0，试求通过水

管的流量，并绘总压头线及测压管压

头线。

21. 如图所示，用真空计B测得封闭水

箱液面上的真空度为0.98kPa，若敞口

油箱的液面低于水箱液面的高度

H=1.5m，油柱高h1=5.6m，水银柱高

h2=0.2m，求油的密度。