第一章 流體的主要物理性質
1-1何謂流體，流體具有哪些物理性質？
答：流體是指沒有固定的形狀、易於流動的物質。它包括液體和氣體。 流體的主要物理性質有：密度、重度、比體積壓縮性和膨脹性。
2、在圖3.20所示的虹吸管中，已知H1=2m，H2=6m，管徑D=15mm，如果不計損失，問S處的壓強應為多大時此管才能吸水?此時管內流速υ2及流量Q各為若干?(注意：管B端並未接觸水面或探入水中)
解：選取過水斷面1-1、2-2及水準基準面O-O，列1-1面(水面)到2-2面的貝努利方程
0?p?p? 2 a121 2 a22 再選取水準基準面O’-O’，
列過水斷面2-2及3-3的貝努利方程
??2g?H?p??2?22g?2?p???2gp?p?(H?H)???0???2g?2g8?p2 圖3.20 虹吸管 22 a322 12 22 322 (B) 因V2=V3 由式(B)得
p??2?2g( ???2g?10??2g?10?8?2m(水柱)p2?2?9810?19620(pa)pa??p2??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(如下圖)，已知d1 ?15cm，d2=10cm，水銀差壓計液面高差?h??20cm。若不計阻力損失，求常溫(20℃)下，通過文氏管的水的流量。
解：在喉部入口前的直管截面1和喉部截面2處測量靜壓力差p1和p2，則由式
v2??const可建立有關此截面的伯努利方程： ?2p
2v12p1v2p???2 2?2?根據連續性方程，截面1和2上的截面積A1和A2與流體流速v1和v2的關
係式為
A1v1?A2v2
所以 v2?2(p1?p2)2(p1?p2) 通過管子的流體流量為 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)32(m/?(0.1)?0.0742A40.12?[1?(2)2]103?(1?())2A10.15s)
如圖6-3—17(a)所示，為一連接水泵出口的壓力水管，直徑d=500mm，彎管與水準的夾角45°，水流流過彎管時有一水準推力，為了防止彎管發生位移，築一混凝土鎮墩使管道固定。若通過管道的流量0.5m3/s，斷面1-1和2-2中心點的壓力p1相對=108000N/㎡，p2相對=105000N/㎡。試求作用在鎮墩上的力。
式中 ?、?'——被測流體和U形管中流體的密度。
[解] 如圖6—3—17(b)所示，取彎管前後斷面1—1和2-2流體為分離體，現分析分離體上外力和動量變化。
設管壁對流體的作用力R，動量方程在x軸的投影為：
則
動量方程在x軸的投影為：
鎮墩對流體作用力的合力R的大小及方向為：
流體對鎮墩的作用力
P
與
R
的大小相等方向相反。
材料加工冶金传输原理习题答案（吴树森版）
