矿山流体机械习题.docxVIP

第一章 流体的性质 1．什么叫流体的密度和重度？其关系如何？ 答：流体的密度是指流体在单位体积内所具有的质量，用符号 ρ 表示。流体的重度是指流体在单位体积内所具有的重力，用符号 γ 表示。 流体的重度与密度有下列关系： ? ?g 2．什么叫流体的压缩性和膨胀性？液体和气体的压缩性和膨胀性如何？ 答：流体的压缩性是指在温度不变的情况下，流体体积随压强增加而缩小的性质。流体的膨胀性是指在压强不变的情况下，流体体积随着温度升高而增大的性质。 液体的压缩性和膨胀性很小，因此，一般工程问题中可以忽略不计，只有在某些特殊情况下，如作管路水锤计算或水暖系统时，才需要考虑液体的压缩性和膨胀性。 气体的压缩性和膨胀性都很大，但在压强和温度变化很小的情况下，这种性质有时可以忽略不计。 3．什么叫流体的粘性？它对流体的流动有什么作用？ 答：流体的粘性是指流体运动时，其内部各质点或流层之间由于具有相对运动而产生内摩擦力以阻止流体做相对运动的性质。流体的粘性是其流动时产生阻力的内在原因。 4．圆管中充满流动的流体，是靠管壁的流速大？还是靠管中心的流速大？为什么？ 答：靠管中心的流速大。根据牛顿粘性定律，圆管内的流体，在紧靠壁处，由于流体质点粘附于管壁上，其速度为零。随着离壁距离的增加，流体速度增大。在管轴处，流体质点离壁距离最远，其速度最大。 5．水的重度 γ＝9.71kN/m3，μ＝0.599×10-3Pa·s，求它的运动粘度 ν。 解： ? ? g 0 .599 ? 10 ? 3 ? 9 .81 ? 6 2 m /s ? ? ? ? ? ? 9 .71 ? 10 3 ? 0 .605 ? 10 第二章 流体静力学基础 1．流体静压强有哪些特性？ 答：流体静压强有两个特性：第一特性为流体静压强总是垂直于作用面，且指向作用面；第二特性为在静止流体中任意一点所受各方向的静压强大小均相等。 2．如图 2-1 所示为一密闭水箱，试分析两支 U 形管中 A—A、B—B、C—C 是否为等压面？为什么？ Java 精品教程 图 2-1 题 2 图 答：等压面是在同种液体处于静止、连续的条件下讨论的。如果不能同时满足同种、静止、连续这三个条件，液体中的水平面就不是等压面。 如图 2-1 所示，A—A 液面同时满足同种、静止、连续三个条件，所以，A—A 液面是等压面；B—B 液面虽属静止、连续，但不同种，所以，B—B 液面不是等压面；C—C 液面同时满足同种、静止、连续三个条件，所以，C—C 液面是等压面。 3．如图 2-2 所示的水压机，a＝0.25m，b＝0.75m，d＝0.08m。当 G＝9810N，P＝200N时，处于平衡状态。试求大活塞直径 D？ 图 2-2 题 3 图 解：根据题意，小活塞下面产生的压力 P1 为： P1 ? a ?a b P 小活塞下面产生的压强 p1 为： p ? P1 ? 4(a ? b)P ? 4? (0.25 ? 0.75) ? 200 ? 159235.7Pa S aπd 2 0.25? 3.14? 0.082 1 1 根据帕斯卡定律，大活塞下面的压强也为 p1。则大活塞的直径 D 为： D ? 4G ? 4? 9810 ? 0.28m πp 3.14?159235.7 1 4．如图 2-3 所示，已知 h＝0.35m，水银测压计水银的两个液面高差 h1＝0.2m，试求容器内水面所受的压强 p0（以绝对压强和相对压强表示）。 2 第 1 章 认识 Java 图 2-3 题 4 图 解：设水的重度为 γ，水银的重度为 γg。 则 2 点的压强为： p2 ? p0 ? ?h ? pa ? ? g h1 容器内水面所受的绝对压强 p0 为： p0 ? pa ? ? g h1 ? ?h ? 98100 ?133416 ? 0.2 ? 9810 ? 0.35 ? 121349.7Pa 容器内水面所受的相对压强 pb 为： pb ? p0 ? pa ? 121349.7 ? 98100 ? 23249.7Pa 5．如图 2-4 所示，在水平面放置三个敞口的形状不同的容器，当液体深度 h 及容器底面积 A 都相等时，底面液体静压强是否相等？总静压力是否相等？为什么？ 图 2-4 题 5 图 答：底面液体静压强相等。根据流体静力学基本方程式 p＝p0＋γh 可知，如果自由面上所受的外压强 p0 为一定值时，则流体内部相同深度 h 的流体静压强 p 相等。本题中，由于容器为敞口，液体自由面上受到相同的大气压强，底面液体深度均为 h，因此，底面液体静压强相等。 底面液体总静压力相等。由于底面液体静压强相等，而容器底面积 A 也相等，因此，根据 P＝pA 可知，底面液体总静压力也相等。 6．如图 2-5 所示为一水平放置的盛满水的容器，试求作