第1章绪论 习题 1-1从力学分析意义上说流体和固体有何不同? 1-2量纲与单位是同一概念吗? 1-3流体的容重和密度有何区别与联系? 14水的密度为10kgym3,2升的水的质量和重量是多少? 1-5体积为05m3的油料,重量为4410N,该油料的密度是多少? 1-6水的容重y=971kN/m3,μ=0.599×10-3Pa2s,求它的运动粘滞 1-7如图所示为一0.8×02m的平板,在油 =,度n=1ms,平板与固定边界的距离6=mm Pas,由平板所带动的油的速度成直线分布,求 1-8旋转圆筒粘度计,悬挂着的内圆筒半 内筒不动,外圆筒以角速度o=10rad/s旋转,卩 题1-7图 液体。此时测得内筒所受力矩M=4905Nm。 筒底部与油的相互作用不计) 1-9一圆锥体绕其中心轴作等角速度o=16rad/s旋转,锥体与固定壁 μ=0.1Pas的润滑油,锥体半径R=0.3m,高R=0.5m,求作用于圆锥体白 1-1⑩0如图所示为一水暖系统,为了防止水温升高时体积膨胀将水管月 题13图箱。若系统内水的总体积为8m3,加温前后温差为5C,在其温度范围 箱的最小容积。(水的膨胀系数为00005/C) 1-11水在常温下,由5at压强增加到10at压强时,密度改变多少? 1-12容积为4的水,当压强增加了5at时容积减少1升,该水的体积弹性系数为多少 l/1000,需要增大多少压强? 题1-9图 题1-10图 第2章流体运动学基础 习题 2-1给定速度场改x=x+y,y=x-y,v=0,且令1=0时x=a,y=b,z=c,求质点空 22已知拉格朗日速度分布=-B( a sinp t+ b cosB0),vy=B( a cosB t-bsin0),l= 试用欧拉变量表示上述流场速度分布,并求流场加速度分布,式中α,β,a,b,c为常 23已知平面速度场x=x+b,y=-y+,并令1=0时x=a,y=b,求(1)流线方 流线;(2)迹线方程及t=0时过(-1,-1)点的迹线。 2-4设立≠0,说明以下三种导数 dt 的物理意义 25给定速度场nx=-ky,vy 求通过x=a,y=b,二=c点的流线,式中k 26已知有旋流动的速度场为x=2y+3,l1=2+3x,l2=2x+3y。试求旋转角速度 2-7求出下述流场的角变形速度,涡量和线变形速度。并说明运动是否有旋?
第1章 绪 论 习 题 1-1 从力学分析意义上说流体和固体有何不同？ 1-2 量纲与单位是同一概念吗？ 1-3 流体的容重和密度有何区别与联系？ 1-4水的密度为1000 kg/m3，2升的水的质量和重量是多少？ 1-5 体积为0.5m3的油料，重量为4410N，该油料的密度是多少？ 1-6 水的容重g = 9.71 kN/m3，m = 0.599 ´ 10-3 Pa×s，求它的运动粘滞系 1-7 如图所示为一0.8 ´ 0.2m的平板，在油面 度u = 1m/s，平板与固定边界的距离d = 1mm， Pa×s，由平板所带动的油的速度成直线分布，求 1-8 旋转圆筒粘度计，悬挂着的内圆筒半径 内筒不动，外圆筒以角速度w = 10 rad/s旋转，两 液体。此时测得内筒所受力矩M = 4.905 N×m。 筒底部与油的相互作用不计） 1-9 一圆锥体绕其中心轴作等角速度w = 16 rad/s旋转，锥体与固定壁 m = 0.1 Pa×s的润滑油，锥体半径R = 0.3m，高R = 0.5m，求作用于圆锥体的 1-10 如图所示为一水暖系统，为了防止水温升高时体积膨胀将水管胀 箱。若系统内水的总体积为8m3，加温前后温差为50°C，在其温度范围内 箱的最小容积。（水的膨胀系数为0.0005 /°C） 1-11 水在常温下，由5at压强增加到10at压强时，密度改变多少？ 1-12 容积为4的水，当压强增加了5at时容积减少1升，该水的体积弹性系数为多少 1/1000，需要增大多少压强？ 第2章 流体运动学基础 习 题 2-1 给定速度场ux = x + y，uy = x - y，uz = 0，且令t = 0时x = a，y = b，z = c，求质点空 2-2 已知拉格朗日速度分布ux = -b (a sinb t + b cosb t) ，uy =b (a cosb t - bsinb t) ，uz =a c，试用欧拉变量表示上述流场速度分布，并求流场加速度分布，式中a，b，a，b，c为常 2-3 已知平面速度场ux = x + t，uy = - y + t，并令t = 0时x = a，y = b，求（1）流线方程 流线；（2）迹线方程及t = 0时过（-1，-1）点的迹线。 2-4设 ，说明以下三种导数 的物理意义。 2-5 给定速度场ux = -k y，uy = k x，uz = 0，求通过x = a，y = b，z = c点的流线，式中k为 2-6已知有旋流动的速度场为ux = 2y +3z，uy = 2 z +3x，uz = 2x +3y。试求旋转角速度， 2-7 求出下述流场的角变形速度，涡量和线变形速度。并说明运动是否有旋？ u =U（h 2 y 2） u = u = 0
第3章流体静力学 习题 题3-1图 题32图 3-1某水塔,若z=3m,h=2m,po=2a,以地面为基准面,求水塔底部的绝对压强、枓 3-2图示复式水银测压计,液面高程如图中所示,单位为m。试计算水箱表面的绝对 3-3密封容器内注有三种互不相混的液体,求压力表读数为多少时,测乐管中液面可 2m 3=6.84kN/m3 2=883kNm3 4m为=981kNam2 题33图 3-4图示贮液容器左侧是比重为0.8的油,其上真空计读数 V34.1 其上压力表读数p=2N 压差计中工作液体的比重为1 以m计。 3-5盛同种沼 连接。上部压差计 A 的液体,读数为h yB的液体,读数 题3-4图 3-6一容器内 体,该容器长度L 度h为09m。试计 器底部的总压力 9.8m/s2垂直向上 题35图 等加速度垂直向下 3-7一圆柱 H=0.225m,筒深度为0.3m,内径D=0.1m,若把圆筒绕中心轴作等角速度旋转。求:(1) 度:(2)不使器底中心露出的最大角速度 3-8圆柱筒盛有重度γ=1.7KN/m3的液体,今绕铅垂中心轴作等角速度旋转,转速r=2 A=1961KN/m2,至旋转轴的水平距离?A=20cm:B点至旋转轴的水平距离为yB=30cm 40cm。求B点的压强 3-9直径D=2m的圆柱筒容器内盛有不相混的两种液体:重度?1=8KN/m3,y2=9K
第3章 流体静力学 习 题 3-1 某水塔，若z = 3m，h = 2m，p0 = 2at，以地面为基准面，求水塔底部的绝对压强、相 3-2 图示复式水银测压计，液面高程如图中所示，单位为m。试计算水箱表面的绝对压 3-3 密封容器内注有三种互不相混的液体，求压力表读数为多少时，测压管中液面可上 3-4 图示贮液容器左侧是比重为0.8的油，其上真空计读数 其上压力表读数p=2N/cm2。压差计中工作液体的比重为1 以m计。 3-5 盛同种液 连接。上部压差计 的液体，读数为h 的液体，读数为 。 3-6 一容器内盛 体，该容器长度L 度h为0.9m。试计 器底部的总压力 9.8m/s2垂直向上运 等加速度垂直向下 3-7 一 圆 柱 H=0.225m，筒深度为0.3m，内径D=0.1m，若把圆筒绕中心轴作等角速度旋转。求：（1） 度；（2）不使器底中心露出的最大角速度。 3-8 圆柱筒盛有重度g = 11.7 KN/m3的液体，今绕铅垂中心轴作等角速度旋转，转速n=2 pA = 19.61 KN/cm2，至旋转轴的水平距离gA = 20cm；B点至旋转轴的水平距离为gB =30cm 40cm。求B点的压强。 3-9 直径D=2m的圆柱筒容器内盛有不相混的两种液体：重度g 1 = 8 KN/m3，g 2 = 9 K 容器运动时液体不溢出 求 h4 γ1
3-10某物体在空气中重G=400N,而在冰中重G′=250N h 3-11图示平板闸门,已知水深H=2m,门宽b=1.5m 摩擦系数为∫=0.25,求启门力F。 矩形闸 其上端在才 闸门上的静水总压力及其作用点的位置 题3-9题 3-13某倾斜装置的矩形闸门,宽b=2m,倾角α=60°,飇锦鹵位于水面以上a=lm 所需之拉力T(闸门自重为G=1961kN,摩擦阻力不计 3-14容器内注有互不相混的两种液体:h1=2m,y2=8KN/m3,;h2=3m,y2= 15m,倾角α=60°的斜平面壁ABC上的静水总压力P及其作用点 15已知弧形闸门上游水深H1=4m, 4°O距地面H,求单位宽度闸门上所受 用点 历3-16由两个空心半球组成的密封水箱 接。在水箱进口的下方 m处,压力 所受总拉力T。 题3-16图 题3-15图 3-17容器内 =1.2m的正方形 y 柱体堵塞。隋 9KN/m h2=1.5m。求圆 题3-17图 第4章流体动力学基本方程 习题 4-1试证下述不可压流体的运动是可能存在的 y2+,l2=-4(x+y)z+xy (2)
3-10 某物体在空气中重G = 400N，而在水中重 N 重。 3-11 图示平板闸门，已知水深H = 2m，门宽b = 1.5m， 摩擦系数为f = 0.25，求启门力F。 3-12 图示矩形闸门，高a = 3m，宽b = 2m，其上端在水 闸门上的静水总压力及其作用点的位置。 3-13 某倾斜装置的矩形闸门，宽b = 2m，倾角 = 60°，铰链o点位于水面以上a = 1m处 所需之拉力T（闸门自重为G = 19.61 kN，摩擦阻力不计）。 3-14 容器内注有互不相混的两种液体：h1= 2m，g 2 = 8 KN/m3，；h2 = 3m，g 2 = 1.5m，倾角a = 60°的斜平面壁ABC上的静水总压力P及其作用点。 3-15 已知弧形闸门上游水深H1 = 4m， O距地面H1 /2，求单位宽度闸门上所受静 用点。 3-16 由两个空心半球组成的密封水箱 接。在水箱进口的下方a = 20cm处，压力 所受总拉力T。 3-17 容器内 =1.2m的正方形孔 柱 体 堵 塞 。 隔 ， h2=1.5m。求圆柱 第4章 流体动力学基本方程 习 题 4-1 试证下述不可压流体的运动是可能存在的： （1） ux = 2x 2 + y，uy = 2y 2 + z，uz = -4 (x + y) z + xy； （2） γ2
4-3求使下列速度场成为不可压缩流体流动的条件 (1)x=ax+bly+CE, uy=a2x+ by+ c2=,u=a3x+ b3y+c ux axy, ly-b ye, ucy 4-4设某一流体流场:x=2y+3,=3+x,l=2x+4y,该流场的粘性系数 u=0008Pas,求其切应力。 4-5设两无限大平板之间的距离为2h,其间充满不可压缩流体,如图所示,试给出其运云 p 2+一十 4-6试述满足伯努利方程y2g的条件 第5章相似原与暴纲公标 习题 题45图 5-1试将下列各组物理量组合成无量纲量 (3)F、p、l、u; (5)t、l (6) (7)γ、υ、p、l。 5-2如果一个球通过流体时的运动阻力是流体的密度p、粘度μ、球的半径r及速度υ自 阻力R可由下式给出 R=2F( 5-3假设流量Q与管径D、喉道直径d、流体密度ρ、压强差Δp及流体的动力粘滞系数μ 管的流量表达式。 5-斗4若模型流动与原型流动同时满足Reε相似律和Fr相似律,试确定两种流动介质运动料 5-5一个圆球放在流速为16m/s的水中,受到的阻力为44N。5 于一风洞中。在动力相似条件下风速的大小及圆球所受到的阻力 5-6当水温为20C,平均速度为45m/s时,直径为03m水平管 为。如果用比例为6的模型管线,以空气为工作流体,当平均流速」 生552kNm2的压强降。计算力学相似所要求的空气压强,设空气活 5-7用水校验测量空气流量的孔板,孔板直径d=100mm,管订 到孔板流量系数固定不变时的最小流量为Q=1.6ls,水银压差计读 (1)当孔板用来测定空气流量时,最小流量是多少? (2)相应该流量下的水银压差计的读数是多少?设水与空气的温度都是 题57图 5-8为了决定吸风口附近的流速分布,取比例为10作模型设 m/s,距风口轴线02m处测得流速为0.5m/s。若实际风口速度为18 流速? 5-9溢水堰模型设计比例为20。当在模型上测得模型流量为 题5-9图 题5-10图 On=300ls时,水流推力为Pn=300N,求实际流量O,和推力P
4-3 求使下列速度场成为不可压缩流体流动的条件： （1） ux = a1x + b1y + c1 z， uy = a2x + b2y + c2 z ， uz = a3x + b3y + c3 z； （2） ux = a xy， uy = b yz， uz = c yz + dz2 。 4-4 设某一流体流场：ux = 2y + 3z， uy = 3z + x ， uz = 2x + 4y ，该流场的粘性系数 m = 0.008 Pa×s，求其切应力。 4-5 设两无限大平板之间的距离为2h，其间充满不可压缩流体，如图所示，试给出其运动 4-6 试述满足伯努利方程 的条件。 第5章 相似原理与量纲分析 习 题 5-1 试将下列各组物理量组合成无量纲量： （1）t0 、u 、r ； （2）Dp 、u 、g 、 g ； （3）F 、r 、l 、u ； （4）u 、l 、r 、s ； （5）u 、l 、t ； （6）r 、u 、m 、l ； （7）g 、u 、r 、l 。 5-2 如果一个球通过流体时的运动阻力是流体的密度r 、粘度m 、球的半径r及速度u的 阻力R可由下式给出： 5-3 假设流量Q与管径D、喉道直径d、流体密度r、压强差Dp及流体的动力粘滞系数m有 管的流量表达式。 5-4 若模型流动与原型流动同时满足Re相似律和Fr相似律，试确定两种流动介质运动粘 5-5 一个圆球放在流速为1.6 m/s的水中，受到的阻力为4.4N。另 于一风洞中。在动力相似条件下风速的大小及圆球所受到的阻力 kg/m3） 5-6 当水温为20°C，平均速度为4.5 m/s时，直径为0.3m水平管 为。如果用比例为6的模型管线，以空气为工作流体，当平均流速为 生55.2 kN/m2的压强降。计算力学相似所要求的空气压强，设空气温 5-7 用水校验测量空气流量的孔板，孔板直径d = 100mm，管道 到孔板流量系数固定不变时的最小流量为Q = 1.6 l/s，水银压差计读 （1） 当孔板用来测定空气流量时，最小流量是多少？ （2） 相应该流量下的水银压差计的读数是多少？设水与空气的温度都是 5-8 为了决定吸风口附近的流速分布，取比例为10作模型设 m/s，距风口轴线0.2m处测得流速为0.5 m/s。若实际风口速度为18 流速？ 5-9 溢水堰模型设计比例为20。当在模型上测得模型流量为 Qm = 300 l/s时，水流推力为Pm = 300 N，求实际流量Qn和推力Pn
5-11一建筑物模型在风速为10m/s时,迎风面压强为50N/m2,背风面压强为-30N/m m/s时,试求建筑物迎风面和背风面的压强。 第6章理想流体的平面无旋运动 61给定平面流速度场nx=x2y+y2,y=x2 (1)是否存在不可压缩流函数和速度势函数 (2)如存在,给出它们的具体形式 (3)写出微团变形速率各分量和旋转角速度各分量。 62已知不可压缩流体平面流在y方向的速度分量为a1=y2-2x+2y,求速度在x方向的 6-3对平面不可压缩流体的运动,试证明: (1)如运动为无旋运动,则必满足v2x=0,v2ly=0 (2)满足v2lx=0,四2ly=0的流动不一定是无旋流。 6-4已知平面流动的速度分布为 其中c为常数。求流函数并 6-5已知平面流动流函数 w=e(arctan s_\r arctan D+8v2(x2+y2) 判断是否是无旋流动 6-6已知速度势φ,求相应的流函数v: (2) X 6-7证明φ=1/2(x2-y2)+2x-3所表示的流场和v=xy+3x+2y所表示的流场完全相 6-8强度为60m2/s的源流和汇流位于x轴,各距原点为a=3 算通过(0,4)点的流线的流函数值,并求该点流速。 6-9在速度为U=05m/s的水平直线流中,在x轴上方2单位 x流。求此流动的流函数,并绘出此半物体的形状 6-10如图所示,等强度两源流位于x轴,距原点为a。求流 第7章粘性管流 题610图 第8章边界层与绕流阻力 习题 8-1设平板层流边界层中流速分布为线性关系,即U6,用动量方程求边界层特性 8-2空气以30m/s的速度平行流过平板,温度为25°C,求离平板前缘200mm处边界层自 8-3光滑平板宽12m,长3m,潜没在静水中以速度u=1.2m/s沿水平方向拖曳,水温 的长度:(2)平板末端的边界层的厚度;(3)所需水平拖曳力。 8-4求平板绕流层流边界层的总阻力系数CD,及δ,δ1,δ2。设边界层中的速度分布
5-11 一建筑物模型在风速为10 m/s时，迎风面压强为50 N/m2，背风面压强为-30 N/m m/s时，试求建筑物迎风面和背风面的压强。 第6章 理想流体的平面无旋运动 习 题 6-1 给定平面流速度场ux = x 2y + y 2，uy = x 2 - y 2x，问： （1） 是否存在不可压缩流函数和速度势函数； （2） 如存在，给出它们的具体形式； （3） 写出微团变形速率各分量和旋转角速度各分量。 6-2 已知不可压缩流体平面流在y方向的速度分量为uy = y 2 -2x + 2y，求速度在x方向的 6-3 对平面不可压缩流体的运动，试证明： （1） 如运动为无旋运动，则必满足Ñ 2ux = 0，Ñ 2uy = 0； （2） 满足Ñ 2ux = 0，Ñ 2uy = 0的流动不一定是无旋流。 6-4 已知平面流动的速度分布为 其中c为常数。求流函数并 6-5 已知平面流动流函数 判断是否是无旋流动。 6-6 已知速度势j ，求相应的流函数y ： （1） j = xy ； （2） j = x3 - 3xy2 ； （3） 。 6-7 证明j = 1/2(x 2 - y 2 ) + 2x - 3y所表示的流场和y = xy + 3x + 2y所表示的流场完全相 6-8 强度为60 m2 /s的源流和汇流位于x轴，各距原点为a=3m 算通过（0，4）点的流线的流函数值，并求该点流速。 6-9 在速度为u = 0.5 m/s的水平直线流中，在x轴上方2单位 流。求此流动的流函数，并绘出此半物体的形状。 6-10 如图所示，等强度两源流位于x轴，距原点为a。求流 第7章 粘性管流 第8章 边界层与绕流阻力 习题 8-1 设平板层流边界层中流速分布为线性关系，即 ，用动量方程求边界层特性 8-2 空气以30 m/s的速度平行流过平板，温度为25°C，求离平板前缘200mm处边界层的 8-3 光滑平板宽1.2m，长3m，潜没在静水中以速度u = 1.2m/s沿水平方向拖曳，水温1 的长度；（2）平板末端的边界层的厚度；（3）所需水平拖曳力。 8-4 求平板绕流层流边界层的总阻力系数CD，及d，d 1，d 2。设边界层中的速度分布 先根 度 布边 条件决定 值
8-5一平行放置于流速为60m/s的空气流中的薄平板,长1.5m,宽3m,空气绝对压强冫 平板末端的边界层厚度及平板两侧的总阻力: (1)设为层流边界层 (2)设为紊流边界层 8-6在Re数相等的条件下,20°C的水和30°C的空气流过同一绕流体时,其绕流阻力之 8-7汽车以60km/hr的速度行驶,在运动方向的投影面积为2m2,绕流阻力系数为CD 车克服空气阻力所消耗的功率 8-8球形尘粒的密度为2500kg/m3,在温度为20°C大气中等速沉降,可使用斯托克斯 为多少? 8-9已知煤粉炉炉膛中上升烟气流的最小速度为0.5ms,烟气密度为0.2kgm3,运动 粉密度为1300kgm3,问直径为0mm的煤粉将沉降还是被上升气流带走? 8-10在气力输送管道中,为了输送一定量的悬浮砂粒,要求风速为悬浮速度的5倍 密度pm=2650kg/m3,空气温度为20°C,求风速0值 9明渠流动 习 9-1梯形断面渠道,已知b=7m,边坡系数m=1.5。当测得流量Q=945m3/s,水深h=1.2m 差0.16m。求粗糙系数n 9-2有一浆砌块石的矩形断面长渠道,已知底宽b=3.2m,渠中水深加o=16m,粗糙系 求渠道底坡 9-3坚实粘土的梯形断面渠道,b=8m,ho=2m,n=0.0225,m=1.5,i=0.0002。求流量Q利 9-4混凝土排水管,直径d=1m,糙率r=0.014,底坡产0004,试求 ①管道满流时的流速和流量 ②充满度α=0.7时的流速和流量。 9-5梯形断面长渠道,流量Q=10m3s,底宽b=5m,边坡系数m=1,糙率n=002,底坡 法求正常水深加 9-6今欲开挖一梯形断面土渠,已知流量Q=10m3s,边坡系数m=1.5,粗糙系数n=002, 为1ms,求水力最优断面尺寸和底坡i 9-7梯形断面渠道,Q=12m3s,m=1.5,n=0225,i=000。按宽深比=5设计渠道图 9-8情况良好的梯形断面土渠,流量Q=35m3/s,边坡m=1.5,糙率n=002,=0.0001 vIma=080m/s,设计断面尺寸 99一小河的断面形状及尺 60 7 5m 流,底坡=0.0004,边滩糙率 求通过流量(边滩与主槽分别 99图 9-10渠道某断面的过水面 h=2.76m,断面平均水深hm=1 求断面比能e并判别流态, 9-11等腰三角形断面的灌溉渠道,水深为时,流速ν=0283√28H。求临界水深和临 9-12梯形断面长渠道,已知流量Q=20m3/s,底宽b=10m,边坡系数m=1.5,底坡r=000 修正系数a=1.1。用几种方法判别流态。 9-13矩形断面棱柱形渠道,底宽b=8m,底坡≈0,当流量Q=15m3/s时,测得跃后水深 k'和水跃能量损失。 9-14定性分析棱柱形长渠道中可能产生的水面曲线
8-5 一平行放置于流速为60m/s的空气流中的薄平板，长1.5m，宽3m，空气绝对压强为 平板末端的边界层厚度及平板两侧的总阻力： （1） 设为层流边界层； （2） 设为紊流边界层。 8-6 在Re数相等的条件下，20°C 的水和30°C的空气流过同一绕流体时，其绕流阻力之 8-7 汽车以60 km/hr的速度行驶，在运动方向的投影面积为2m2，绕流阻力系数为CD = 车克服空气阻力所消耗的功率。 8-8 球形尘粒的密度为2500 kg/m3，在温度为20°C大气中等速沉降，可使用斯托克斯公 为多少？ 8-9 已知煤粉炉炉膛中上升烟气流的最小速度为0.5 m/s，烟气密度为0.2 kg/m3，运动粘 粉密度为1300 kg/m3，问直径为0.1mm的煤粉将沉降还是被上升气流带走？ 8-10 在气力输送管道中，为了输送一定量的悬浮砂粒，要求风速u0为悬浮速度的5倍 密度rm = 2650 kg/m3，空气温度为20°C，求风速u0值。 9 明渠流动 习 题 9-1 梯形断面渠道，已知b=7m，边坡系数m=1.5。当测得流量Q=9.45m3 /s，水深h0=1.2m 差0.16m。求粗糙系数n。 9-2 有一浆砌块石的矩形断面长渠道，已知底宽b=3.2m，渠中水深h0=1.6m，粗糙系数 求渠道底坡i。 9-3 坚实粘土的梯形断面渠道，b=8m，h0=2m，n=0.0225，m=1.5，i=0.0002。求流量Q和 9-4 混凝土排水管，直径d=1m，糙率n=0.014，底坡i=0.004，试求 ①管道满流时的流速和流量； ②充满度 时的流速和流量。 9-5 梯形断面长渠道，流量Q=10m3 /s，底宽b=5m，边坡系数m=1，糙率n=0.02，底坡i=0 法求正常水深h0。 9-6 今欲开挖一梯形断面土渠，已知流量Q=10m3 /s，边坡系数m=1.5，粗糙系数n=0.02， 为1m/s，求水力最优断面尺寸和底坡i。 9-7 梯形断面渠道，Q=12m3 /s，m=1.5，n=0.0225，i=0.0004。按宽深比 设计渠道断 9-8 情况良好的梯形断面土渠，流量Q=35m3 /s，边坡m=1.5，糙率n=0.02，i=0.0001 [v]max=0.80m/s，设计断面尺寸。 9-9 一小河的断面形状及尺 流，底坡i=0.0004，边滩糙率n 求通过流量（边滩与主槽分别 题9-9 图 9-10 渠道某断面的过水面 h=2.76m，断面平均水深hm=1 求断面比能e并判别流态。 9-11 等腰三角形断面的灌溉渠道，水深为H时，流速 。求临界水深和临界 9-12 梯形断面长渠道，已知流量Q=20m3 /s，底宽b=10m，边坡系数m=1.5，底坡i=0.000 修正系数 。用几种方法判别流态。 9-13 矩形断面棱柱形渠道，底宽b=8m，底坡 ，当流量Q=15m3 /s时，测得跃后水深 和水跃能量损失。 9-14 定性分析棱柱形长渠道中可能产生的水面曲线。 有 梯形断面渠道 长度 底宽 边坡系数 底坡 粗
H 题915图 2=0 题914图 第10章孔口管嘴、堰流与闸孔出流 习题 10-1两水箱用一直径d1=40mm的薄壁孔口连通,下水箱底部又接一直径d2=30mm的 若上游水深H1=3m保持恒定,求流动恒定后的流量Q和下游水深H2。 10-2管道直径D=200mm,末端装一直径d=120mm薄壁孔板,用以测定管道中的流耋 高h=1.5m,读数M=98KN/m2,求流量Q。 10-3应用描述气体的能量方程,求解厂房自然通风换气质量流量。已知室内空气温 20C,厂房上下部各开有8m2的窗口,量得窗口中心高程差为7m,窗口流量系数μ为06 动
第10章 孔口管嘴、堰流与闸孔出流 习 题 10-1 两水箱用一直径d1＝40mm的薄壁孔口连通，下水箱底部又接一直径d2＝30mm的 若上游水深H1＝3m保持恒定，求流动恒定后的流量Q和下游水深H2。 10-2 管道直径D＝200mm，末端装一直径d＝120mm薄壁孔板，用以测定管道中的流量 高h＝1.5m，读数pM＝98 KN/m2，求流量Q。 10-3 应用描述气体的能量方程，求解厂房自然通风换气质量流量。已知室内空气温 20°C，厂房上下部各开有8m2的窗口，量得窗口中心高程差为7m，窗口流量系数m为0.64 动
题10-1图 题10-2图 -g,知形,面水:未设矩形壁,堰宽 10-5已知完全堰的堰宽b=1.5m,堰高p=0.7m,流量Q=0 10-6直角三角堰自由出流,若堰顶水头增加一倍,流量 生⊥g2⊥ 10-7直角进口无侧收缩宽顶堰,堰宽b=4m,堰高P= 下游水深h=0.8m,求过堰流量Q。当下游水深增大到h=1.7 题10-3图 10-8圆角进口无侧收缩宽顶堰,堰高P=P m, f =22m3/s,求堰宽b及不使堰流淹没的下游最大水深 10-9圆角进口无侧收缩宽顶堰,流量Q=12m3s,堰宽b=18m,堰高P=p=0.8m,下 10-10平底平板闸门。已知水头H=4m,闸孔宽b=5m,闸门开启高度e=lm,行近流速u 量 10-11某水利枢纽设平底冲沙闸,用弧形闸门控制流量,如图10-17。闸孔宽b=10m E=10m,上游水深H=12m,闸门开启度e=2m,上游渠宽B=11m。试计算下游水深分别为 量 10-12实用堰顶部设平板闸门以调节上游水位。闸门底缘的斜面朝向上游倾斜角为 60°,如图10-16。试求所需的闸孔开度。已知流量Q=30m3s,堰顶水头H=36m,闸孔 顶,不计行近流速) 10-13一溢流坝为曲线型实用堰,今在坝顶设弧形闸门。已知闸前水头H=3m,闸孔净 不计行近流速。试求闸孔开度e=09m时的流量。 第12章紊流射流 习题 速到的距离00如圆别流术平方向到入密度相同的静止术体中,口流0 12-2某体育馆圆柱形送风口,d=0.6m,风口至比赛区为60m。要求比赛区风速 0.3m/s。求送风口的送风量应不超过多少m3s 12-3有一个两面收缩均匀的矩形孔口,截面面积005×2m2,出口速度o=10m。求 质量平均流速U2及流量Q。 2-4已知空气淋浴喷口直径D=0.3m,要求工作区的射流半径为1,2,质量平均流速为 求喷口和工作区的距离S,以及喷口流量Q 12-5车间高11.5m,宽30m,长70m,在端部布置圆形送风口,风口高为6m,直径为1 工作区最大回流速度为06ms,求射流流量,并计算质量平均流速为0.2ms的射流长度 2-6某锅炉喷燃气的圆形喷嘴,直径为500mm,喷嘴风速为30m/s,求离喷嘴2m,2 喷嘴为高500mm的平面射流,上述各点的轴线流速又为多大?设圆喷嘴的a为0.08,平面嗤 12-7温度为40°C的空气,以速度υ0=3m/s从直径d=100mm的圆喷口沿水平射出,是 流轴线的轨迹方程 12-8高出地面5m处设一孔口d为0.1m,以速度2m/s向房间水平送风。送风温度-10° 3m处的质量平均流速υ2、温度12及弯曲轴心坐标
10-4 矩形断面水槽宽B=2m，末端设矩形薄壁堰，堰宽 ，求水头H=0.25m时自由式堰的流量。 10-5 已知完全堰的堰宽b=1.5m，堰高p=0.7m，流量Q=0 10-6 直角三角堰自由出流，若堰顶水头增加一倍，流量 10-7 直角进口无侧收缩宽顶堰，堰宽b=4m，堰高 下游水深h=0.8m，求过堰流量Q。当下游水深增大到h=1.7m 10-8 圆角进口无侧收缩宽顶堰，堰高 ，堰 Q=22m3 /s，求堰宽b及不使堰流淹没的下游最大水深。 10-9 圆角进口无侧收缩宽顶堰，流量Q=12m3 /s，堰宽b=1.8m，堰高 ，下游 H。 10-10 平底平板闸门。已知水头H=4m，闸孔宽b=5m，闸门开启高度e=1m，行近流速u0 量。 10-11 某水利枢纽设平底冲沙闸，用弧形闸门控制流量，如图10-17。闸孔宽b=10m E=10m，上游水深H=12m，闸门开启度e=2m，上游渠宽B=11m。试计算下游水深分别为 量。 10-12 实用堰顶部设平板闸门以调节上游水位。闸门底缘的斜面朝向上游倾斜角为 60°，如图10-16。试求所需的闸孔开度。已知流量Q=30m3 /s，堰顶水头H=3.6m，闸孔净 顶，不计行近流速）。 10-13 一溢流坝为曲线型实用堰，今在坝顶设弧形闸门。已知闸前水头H=3m，闸孔净 不计行近流速。试求闸孔开度e=0.9m时的流量。 第12章 紊流射流 习 题 12-1 一直径D = 0.4m圆孔射流沿水平方向射入密度相同的静止水体中，出口流量Q0 速达到的距离。 12-2 某体育馆圆柱形送风口，d0 = 0.6m，风口至比赛区为60m。要求比赛区风速 0.3m/s。求送风口的送风量应不超过多少m3 /s 12-3 有一个两面收缩均匀的矩形孔口，截面面积0.05´2m2，出口速度u0 = 10m/s。求 um，质量平均流速u2及流量Q。 12-4 已知空气淋浴喷口直径D = 0.3m，要求工作区的射流半径为1.2，质量平均流速为 求喷口和工作区的距离S，以及喷口流量Q。 12-5 车间高11.5m，宽30m，长70m，在端部布置圆形送风口，风口高为6m，直径为1 工作区最大回流速度为0.6m/s，求射流流量，并计算质量平均流速为0.2m/s的射流长度。 12-6 某锅炉喷燃气的圆形喷嘴，直径为500mm，喷嘴风速为30m/s，求离喷嘴2m，2. 喷嘴为高500mm的平面射流，上述各点的轴线流速又为多大？设圆喷嘴的a为0.08，平面喷 12-7 温度为40°C的空气，以速度u0 = 3m/s从直径d0 = 100mm的圆喷口沿水平射出，周 流轴线的轨迹方程。 12-8 高出地面5m处设一孔口d0为0.1m，以速度2m/s向房间水平送风。送风温度-10°C 3m处的质量平均流速u2、温度t2及弯曲轴心坐标。 喷 清洁 气的 射流 射 含 浓度为 的静止 气中 求 喷
12-10试求距Ro=0.5m的圆断面射流出口断面为20m,距轴心距离为y=m处射流速度 第13章一元气体动力学基础 3-1空气的压强为101.3kPa,温度为15°C,若通过某装置将其等熵地加速至M=1时 理论上所能达到的最大速度为多少? 13-2空气从储气罐出流,气罐内压力1.5×105Pa,温度为15℃C,已知出口为亚音速流 流出口速度及温度。 13-3某一绝热气流的马赫数M=0.8,并已知其滞止压力po=5×98100Pa,温度o0=20 速a,气流速度υ,和气体绝对压强 13-4喷管中空气流的速度为500m/s,温度为300°K,密度为2kgm3,若要进一步加速 13-5设某储气箱在抽风机作用下保持箱内压强p=99kPa,外部大气(P0=101.3kPa, K)通过d=13cm的圆断面喷嘴进入气箱,流量系数μ=0.82,求喷嘴进气质量流量。 13-6空气通过等截面短管被吸入容器内,流动条件如图所示,求短管与容器的交接囯 量 Po=10kPa Ta300K 习题13-7图 习题13-8图 13-7压缩空气从气罐进入管道,已知气罐中的绝对压强p0=7个大气压,10=70°C,气罐出 处的速度、温度、压强和密度。 13-8一收缩形喷管用来使容器内空气等熵地膨胀到大气压。容器内的压强和温度分别 值。若要求得到质量流量为0.5kgs,求喷管出口面积为多大?(设大气压为101kPa) 13-9l6°C的空气在D=20cm的钢管中作等温流动,沿管长3600m压降为lat,假如初如 ,求质量流量。 13-10空气温度为16°C,在1at压力下,从内径为D=10cm的保温绝热管道中流出。上 P2=3.0,求管长,并判断是否可能的最大管长。 13-11空气在水平管中流动,管长200m,管径5cm,阻力系数λ=0.016,进口处绝对 速3m/s,试分别用气体作为不可压缩流、可压缩等温流、可压缩绝热流,求沿此管压降为
12-10 试求距R0 = 0.5m的圆断面射流出口断面为20m，距轴心距离为y =1m处射流速度 第13章 一元气体动力学基础 习 题 13-1 空气的压强为101.3kPa，温度为15°C，若通过某装置将其等熵地加速至M =1时， 理论上所能达到的最大速度为多少？ 13-2 空气从储气罐出流，气罐内压力1.5´105Pa，温度为15°C，已知出口为亚音速流 流出口速度及温度。 13-3 某一绝热气流的马赫数M = 0.8，并已知其滞止压力p0 = 5´98100Pa，温度t0 = 20° 速a，气流速度u，和气体绝对压强p。 13-4喷管中空气流的速度为500m/s，温度为300°K，密度为2 kg/m3，若要进一步加速气 13-5设某储气箱在抽风机作用下保持箱内压强p＝99 kPa，外部大气（p0＝101.3 kPa， g× K）通过d＝13cm的圆断面喷嘴进入气箱，流量系数m＝0.82，求喷嘴进气质量流量。 13-6空气通过等截面短管被吸入容器内，流动条件如图所示，求短管与容器的交接面 量。 13-7 压缩空气从气罐进入管道，已知气罐中的绝对压强p0＝7个大气压，t0＝70°C，气罐出 处的速度、温度、压强和密度。 13-8一收缩形喷管用来使容器内空气等熵地膨胀到大气压。容器内的压强和温度分别为 值。若要求得到质量流量为0.5kg/s，求喷管出口面积为多大？(设大气压为101 kPa) 13-9 16°C的空气在D = 20cm的钢管中作等温流动，沿管长3600m压降为1at，假如初始 ，求质量流量。 13-10 空气温度为16°C，在1at压力下，从内径为D = 10cm的保温绝热管道中流出。上 p2 = 3.0，求管长，并判断是否可能的最大管长。 13-11 空气在水平管中流动，管长200m，管径5cm，阻力系数l = 0.016，进口处绝对压 速30m/s，试分别用气体作为不可压缩流、可压缩等温流、可压缩绝热流，求沿此管压降为
习题参考答案 第1章 142kg,196×10N 1-60605×106m2sg 17184N 1-8722×103Pas 1-9396Nm 1-102.27 1-110026% 1-121.96×10°Pa (2+1)a+bm(√2 2√2 a+(√2-1)ba-(2+1)b5 2√2 2√2 23(1)(x+)(y-t)=mb;(2)x=(a+1)g-t-1,y=(b+1)g+t-1 24质点的加速度,质点的时变加速度,质点的位变加速度 2-5x2+ 2.6a=a=a=1/2;sn=5=层=12;y=x+c1,z=x+c2 27-1/2U(2-2y),=-U(h2-2);a=8=84=0:有旋流 第3章 312156Mm2;11.6kNm2,15m 3-3888km 3-426.5m 3-5 (A+ghb ychathB) 36(1)2953N 3-7(1)34.291/ (2)48.501/8 382046Nm2 3-9(1)1.76kN (2)p=205+4.52y“:p米=0.657Nvm2;pm=0.205Ncm2 3-100015 3-11935kN
