水力学习题(上) 下载本文

1-1 已知某水流流速分布为u?0.72y1/10,u的单位为m/s ,y为距壁面的距离,单位

为m。(1)求y=0.1、0.5、1.0m处的流速梯度;(2)若水的运动粘滞系数??0.1010cm2/s,计算相应的切应力。

解:(1)依题知

1?u?0.72y10?dudy?0.72?1y10?910??0.072y910

①当y=0.1时,

dudy?0.072?(0.1)?0.9?0.572y?0.1s?1

②当y=0.5时,dudyy?0.5?0.0072?(0.5)?0.9?0.134s?1

③当y=1.0时,dudy

(2)依题知

?0.072?(1.0)?0.9?0.072s?1

y?0.1??u? ?ududym2

?????1000?0.00101?10?4N?S ①当y=0.1时,? ②当y=0.5时,? ③当y=1.0时,

?0.00101?0.572?5.78?10?4Pa

?0.00101?0.134?1.35?10?4Pa

??0.00101?0.072?7.27?10?4Pa

3

1-2 已知温度20℃时水的密度??998.2kg/m,动力粘滞系数

??1.002?10?3N?s/m2,求其运动粘滞系数??

解:

??????

2?1.002?10?3?????1.004?10?6ms?998.2

1-3 容器内盛有液体,求下述不同情况时该液体所受单位质量力?(1)容器静止时;(2)容器以等加速度g垂直向上运动;(3)容器以等加速度g垂直向下运动。 解:(1)依题知

mg

fx?fy?0,fz??mg?g

m(2)依题知

mg

mg g fx?fy?0,fz??mg?mg??2gm

(3)依题知

mg

g

mg

fx?fymg?mg?0,fz??0

m1-4 根据牛顿内摩擦定律,推导动力粘滞系数?和运动粘滞系数?的量纲。

1-5 两个平行边壁间距为25mm,中间为粘滞系数为μ=0.7Pa·s的油,有一

250mm?250mm的平板,在距一个边壁6mm的距离处以150mm/s的速度拖行。设平板

与边壁完全平行,并假设平板两边的流速分布均为线性,求拖行平板的力。

1-6 一底面积为40×45cm2的矩形平板,质量为5kg,沿涂有润滑油的斜面向下作等速运动,斜面倾角θ=22.62o,如图所示。已知平板运动速度u=1m/s,油层厚??1mm,由平板所带动的油层的运动速度是直线分布。试求润滑油的动力粘滞系数?。

题1-6图

2-1 一封闭水箱自由面上气体压强p0=25kN/m2,h1=5m,h2=2m。求A、B两点的静水压强。

题2-1图

2-2 已知某点绝对压强为80kN/m2,当地大气压强pa=98kN/m2。试将该点绝对压强、相对压强和真空压强用水柱及水银柱表示。

2-3 如图所示为一复式水银测压计,已知?1?2.3m,?2?1.2m,?3?2.5m,

?4?1.4m,?5?1.5m。试求水箱液面上的绝对压强p0=?

题2-3图

2-4 某压差计如图所示,已知HA=HB=1m,ΔH=0.5m。求:pA?pB。

题2-4图

2-5 利用三组串联的U型水银测压计测量高压水管中的压强,测压计顶端盛水。当M点压强等于大气压强时,各支水银面均位于0-0水平面上。当最末一组测压计右支水银面在0-0平面以上的读数为h时,求M点的压强?

题2-5图

2-6 盛同一种液体的两容器,用两根U形差压计连接。上部差压计A内盛密度为?A的液体,液面高差为hA;下部差压计内盛密度为?B的液体,液面高差为hB。求容器内液体的密度?(用?A,?B,hA,hB表示)。

题2-6图 (图中A、B分别换为hA、hB)

2-7 画出下列图中各标有文字的受压面上的静水压强分布图

(f)

题2-7图((f)中左端水面下加?,并取掉r)

2-8 画出下列图中各标有文字曲面上的压力体图,并标出垂直压力的方向。

题2-8图(请排两行,各4个)

2-9 水闸两侧都受水的作用,左侧水深3m、右侧水深2m。试求作用在单位宽度闸门上静水总压力的大小及作用点位置(用图解法和解析法分别求解)。

2-10 试求承受两层液体的斜壁上的液体总压力(以1m宽计)。已知:h1?0.6m,

h2?1.0m,?1?80kg/m3,?2?100kg/m3,??60?。

2-11 一弧形闸门AB,宽b=4m,圆心角θ=45°,半径r=2m,闸门转轴恰与水面齐平。求作用于闸门的静水压力及作用点。