题12
13. 天然气在水平管道内以平均流速V1=20m/s,的速度流动,为了测定沿管道的压降,用水进行模型实验,取长度比例尺c1=1/10,试确定:(1)为保证流动相似,模型内水的流速应等于多少?(2)若测得模型每0.1m管长的压降⊿p2=1000Pa,则天然气管道每米管长的压降⊿p1等于多少?(已知天然气的密度ρ1=1.86kg/m3,运动粘度ν1=1.3×10-5m2/s,水的密度ρ2=998kg/m3,运动粘度ν2=1.0×10-6m2/s。)
14. 对某涡轮喷气发动机进行试验时,收缩喷管进口处燃气为滞止状态,测得压强p0=2.3×105N/m2,温度t0==655oC,燃气的绝热指数γ=1.33,气体常数R=287N·m/(kg·k),喷管出口截面积Ae=0.1675m2,喷管外为大气压强pb=9.81×104N/m2,求喷管出口截面处的流速ve和压强pe以及通过喷管的燃气流量qm。
15. 如图所示,一平板在油中滑动(粘性0.29 kg/(m s))。假设V=3m/s, 高度 h=0.02m. 计算平板处的切应力。
题15
16. U型管常用来测量流体体流过一装置的压力损失(如图)。设已知两种液体的密度及U型管中的液面高度差h, 给出计算(a)与(b)两点压力差的计算公式:Pa - Pb = ?
题16
17. 在典型的不可压缩粘性流体的流动中,流体作用力F(如船舶螺旋桨推力)与流体密度??,速度V,特征长度L,流体粘度??,重力加速度g,压强差???,角速度??等7个物理量有关。请用量纲分析方法推导相应的Π数方程式(取??,V,L为基本量)。 \t\r ?
18. 流体流过一收缩型的通道,如图所示。假设在(1)截面处(沿截面速度相同)测得速度为1m/s,在(2)截面处测得速度为3m/s。现知(1)与(2)截面之间的距离为0.1m。据此估计(说明:只需根据条件估计合理数值),流体流过如图所示通道时,加速度如何?(提示:a=dv/dt,即在一定时间内速度的变化)。
题18
19. 均匀来流平行流过一平板(如图),贴近平板将形成边界层。图中2为流线,y=δ 为边界层的厚度,即y>δ 部分的流动可视为均匀流动。又假设整个流场压力分布均匀(即忽略其微小变化)。现要求运用控制体(即图中连接四点(0,0), (0,L),(L, δ),(0,y)的四条线1,2,3,4围成)的动量积分方法,来分析板上受到的阻力。其一步,运用流量守恒,给出高度h与来流速度U0,边界层厚度δ,及
速度u(y)的关系。
题19
\t\r ?
20. 根据泊肃叶定律计算。某石油输送管线两泵站之间,原来使用直径为1m的管道,现用直径为0.5m的管道替代,如果用4根管道替代,则过流断面积与原来相同,则输送流量有何变化?若保持输送流量不变,需几条管道并用?
21. 分别从力学和能量的角度解释马赫数的物理意义。当流动为亚声速流动时,马赫数的范围是多少? 声速是标志流体压缩的一个重要参数,试说明声速与流体压缩之间的关系?
22. 如图为装满液体的密封容器,上部气压表读数为p0=27457Pa。在侧壁B点处装U形水银测压计(左支管内充满容器内液体),(1)若容器内装的是水,并已知h1=0.3m,h3=0.2m,试求容器内液面高hB;(2)若容器内装的是未知密度的液体,在A点处装一个U形水银测压计,已知h2=0.25m,两U形管左支管水银面高度差H=0.68m,试求液体密度ρ。
题22
23. 如图,为测量水管中流速,在管壁和轴线上安装U形管测压计。水管直径d=50cm,U形管内液体的密度为ρ1=800kg/m3,液位差为Δh=30cm,试求轴线上
的速度V。
题23
24. 利用微元体方法推导直角坐标系下三维流体连续性微分方程。
25. 两无限大平行平板,保持两板的间距δ=0.2 mm。板间充满锭子油,粘度为μ=0.01Pa﹒s,密度为ρ =800 kg/m3。设下板固定,上板以U=0.5 m/s的速度滑移,油内沿板垂直方向y的速度u(y)为线性分布,试求: (1)锭子油的运动粘度υ; (2)上下板的粘性切应力τ1,τ2。
26. 如图所示,一圆锥形收缩喷管。长为36 cm,底部与顶部直径分别为d0=9 cm,d3=3 cm,恒定流量Q=0.02 m3/s。按一维流动试求图示4个截面A0,A1,A2,A3上的加速度。
题26
27. 如图为带顶杯的差压计,当Δp= p1—p2=812 Pa时,A,B杯中的液面处于同一高度,设 ρ1=880 kg/m3, ρ 2=2950 kg/m3,试求U型管内液位差h。
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