第一章 流体的主要物理性质
1-1何谓流体，流体具有哪些物理性质？
答：流体是指没有固定的形状、易于流动的物质。它包括液体和气体。 流体的主要物理性质有：密度、重度、比体积压缩性和膨胀性。
2、在图3.20所示的虹吸管中，已知H1=2m，H2=6m，管径D=15mm，如果不计损失，问S处的压强应为多大时此管才能吸水?此时管内流速υ2及流量Q各为若干?(注意：管B端并未接触水面或探入水中)
解：选取过水断面1-1、2-2及水平基准面O-O，列1-1面(水面)到2-2面的贝努利方程 22 a1221 2 a22 再选取水平基准面O’-O’，
列过水断面2-2及3-3的贝努利方程 22图3.20 虹吸管 a322 12 22 322 (B) 因V2=V3 由式(B)得 2 a2 0?p???2g?H?p???2gp??2?p???2gp?p?(H?H)???0???2g?2g8?pp???2g?10??2g??10?8?2m(水柱)p2?2?9810?19620(pa)p?2?2g(??p??2)?2?9.8(10?4)?10.85(m/s)
Q?A2?2???(0.015)24?10.85?0.0019(m3/s)?1.9(L/s)
5、有一文特利管(如下图)，已知d1 ?15cm，d2=10cm，水银差压计液面高差?h??20cm。若不计阻力损失，求常温(20℃)下，通过文氏管的水的流量。
解：在喉部入口前的直管截面1和喉部截面2处测量静压力差p1和p2，则由式
v2??const可建立有关此截面的伯努利方程： ?2p2v12p1v2p???2 2?2? 根据连续性方程，截面1和2上的截面积A1和A2与流体流速v1和v2的关
系式为
A1v1?A2v2
所以 v2?2(p1?p2)2(p1?p2) 通过管子的流体流量为 Q?A2 A22A22?[1?()]?[1?()]A1A1(p1?p2)用U形管中液柱表示，所以
Q?A22g?h(?'??)?2?9.81?0.2?(13.55?103?1?103)23
?(0.1)?0.074(m/2A2240.12?[1?()]103?(1?())A10.152s)
式中 ?、?'——被测流体和U形管中流体的密度。
如图6-3—17(a)所示，为一连接水泵出口的压力水管，直径d=500mm，弯管与水平的夹角45°，水流流过弯管时有一水平推力，为了防止弯管发生位移，筑一混凝土镇墩使管道固定。若通过管道的流量0.5m3/s，断面1-1和2-2中心点的压力p1相对=108000N/㎡，p2相对=105000N/㎡。试求作用在镇墩上的力。
[解] 如图6—3—17(b)所示，取弯管前后断面1—1和2-2流体为分离体，现分析分离体上外力和动量变化。
设管壁对流体的作用力R，动量方程在x轴的投影为：
则
动量方程在x轴的投影为：
镇墩对流体作用力的合力R的大小及方向为：
流体对镇墩的作用力
P
与
R
的大小相等方向相反。
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