流體力學(xué)參考答案(20xx年整理)-預(yù)覽頁
【正文】 段：方向段：各作用力如圖所示，作用在每米壩長(zhǎng)上總壓力的大小和方向?yàn)椋海?擋水弧形閘門如圖示，閘前水深H=18m,半徑R=，圓心角θ=450，門寬b=5m。圓筒未轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，筒內(nèi)水面高度為h。解：（1）將，帶入流線微分方程得t被看成常數(shù)，則積分上式得t=1時(shí)過（0,0）點(diǎn)的流線為（2）將，帶入跡線微分方程得解這個(gè)微分方程得跡的參數(shù)方程：，將時(shí)刻，點(diǎn)（0,0）代入可得積分常數(shù)：。解：將，帶入流線微分方程得即k被看成常數(shù)，則積分上式得，將點(diǎn)（1，0，1）代入得于是流線方程為 已知流場(chǎng)的速度為，試確定t=to時(shí)通過（xo,yo）點(diǎn)的流線方程。（3）（是不為零的常數(shù)）。解：對(duì)于平面二維流場(chǎng)，連續(xù)方程為，代入解方程 三元不可壓縮流場(chǎng)中，且已知處，試求流場(chǎng)中的表達(dá)式，并檢驗(yàn)是否無旋？解：由連續(xù)方程得 積分得，由處得c=0所以流場(chǎng)中的表達(dá)式為由于，可見該流體運(yùn)動(dòng)是有旋的 已知二元流場(chǎng)的速度勢(shì)為（1）試求，并檢驗(yàn)是否滿足連續(xù)條件和無旋條件。解： ，（1）由于，無旋即有勢(shì)，由于對(duì)上式作不定積分得速度勢(shì)函數(shù)：（2）（1，1）點(diǎn)的速度為， 已知，試求此流場(chǎng)中在，點(diǎn)處的線變率、角變率和角轉(zhuǎn)速。解：由公式得，得，得 送風(fēng)管的斷面面積為50cm50cm，求通過a,b,c,d四個(gè)送風(fēng)口向室內(nèi)輸送空氣。今測(cè)得其中水銀高差h=80mm,已知D=10厘米，d=5厘米，汾丘里流量計(jì)的流量系數(shù)μ=。解：流量 一水射流流量L/s，以速度m/s，沖擊一固定葉片，折射q=45o，試求水作用于葉片的力。 解：建立直角坐標(biāo)系Oxy，Ox軸沿光滑平板斜向上，Oy軸垂直于平板斜向左上列質(zhì)量守恒方程：，即 ①同時(shí)，取00，11和22截面間的控制體，列方向的動(dòng)量守恒方程（因忽略摩擦力，所以）：即 ②通過式①和②可得到 ，對(duì)控制體，列方向的動(dòng)量守恒方程：即作用在平板上的力為： 如圖所示,虹吸管將A池中的水輸入B池,已知管長(zhǎng),直徑,兩池的水面高差,最大超高,進(jìn)口阻力系數(shù)ξen=，出口阻力系數(shù)ξex=，轉(zhuǎn)彎的阻力系數(shù)ξb=，沿程阻力系數(shù)λ=，求流量Q及管道C點(diǎn)的真空度。設(shè)流動(dòng)定常，無摩擦，求水流對(duì)彎管壁的作用力？解：建立直角坐標(biāo)系Oxy，Ox軸水平向右，Oy軸豎直向上，對(duì)面1—2—2列Bernoulli方程 ，得水流對(duì)彎管壁x、y方向的作用力分別為：水流對(duì)彎管壁的作用力為 射流沖擊一葉片如圖所示，已知：d=10cm, ,求當(dāng)葉片固定不動(dòng)時(shí)，葉片所受到的沖擊力為多少？ (10分)解：建立直角坐標(biāo)系Oxy，Ox軸水平向右，Oy軸豎直向上，并取進(jìn)口與出口之間的部分為控制體對(duì)于射流沖擊問題，忽略阻力損失和重力影響意味著射流和折轉(zhuǎn)流各斷面處流速相等，即。如果水深和水溫都保持不變，問斷面平均流速減到多少才是層流？解：100C時(shí)，水的運(yùn)動(dòng)粘性系數(shù)ν=106m2/s水力直徑為，層流和紊流都可能存在水流為層流時(shí)，故 設(shè)圓管直徑d=200mm，管長(zhǎng)l=1000m，輸送石油流量Q=40L/s，運(yùn)動(dòng)粘度ν=，試求沿程損失hf 。解：壓力差為由同心環(huán)形縫隙流流量公式，所以 直徑Do=30mm的圓盤，其中心有一直徑d1=5mm的小孔，圓盤與平板的間距為=1mm，由小孔注入ρ=9000kg/m3，μ=，p1=105Pa的液壓油，求通過間隙的流量Q，并求出壓力沿半徑的變化規(guī)律。 (設(shè)流體只隨圓盤作圓周運(yùn)動(dòng))。 解：設(shè)環(huán)形縫隙進(jìn)出口地壓力分別為p1和p2，且p2=0，主管徑為圓管，由圓管流量公式得主管徑流量：（1）由同心環(huán)形縫隙流流量公式得縫隙流量：由得，代入流量公式得（2）偏心率，偏心環(huán)形縫隙流的流量公式得縫隙流量：由得，代入流量公式得 液體粘度為μ，密度為ρ，在重力作用下沿一斜板流動(dòng)。)，試分別判別兩者的流態(tài)和流區(qū)。解：取10176。C的空氣，風(fēng)量為42000m3／△=，在l=12m長(zhǎng)的管段中，用傾斜30176。C。試求U形水銀壓差計(jì)中的壓差讀數(shù)△h。C的折角，今欲減少其水頭損失，擬換為兩個(gè)45176。的緩彎減少局部水頭損失較多。／s，管中水流處于阻力平方區(qū)，測(cè)得解：水力直徑，流速20176。（） 一薄壁圓形孔口恒定射流，孔口直徑d=10mm，水頭H=2m，垂直收縮系數(shù)ε=，流量系數(shù)μ=，求泄流量Q。解：由于泄空口直徑較大，取流量系數(shù)Cd= 水經(jīng)容器側(cè)壁上的薄壁小孔口自由出流。解：由得 如圖所示，油槽車的油槽長(zhǎng)為L(zhǎng)，直徑為D，油槽底部設(shè)卸油孔，孔口面積為A，流量系數(shù)為μ。 題7. 4圖 如圖所示，長(zhǎng)串聯(lián)管路AC、CB與串聯(lián)管路AD、DB并聯(lián)，已知總流量Q＝／s，管道為鋼管，管徑dAC=dAD=50mm，dCB＝dDB＝l00mm，管長(zhǎng)lAC=lAD=10m，lCB＝lDB＝5m，求A、B間的水頭損失。已知d=100mm，l=8m，沿程阻力系數(shù)λ=，Q=20L/s，泵進(jìn)口處最大允許真空度為pv=。吸水管全長(zhǎng)為15m，沿程阻力系數(shù)λ=，有兩個(gè)90176。試求：。解：，間接水擊，水擊壓強(qiáng)為 第8章 相似理論 直徑為的光滑風(fēng)管，平均流速為，現(xiàn)用直徑為的光滑水管進(jìn)行模型實(shí)驗(yàn)，為了動(dòng)力相似，水管中的流速應(yīng)為多大？若在水管中測(cè)得壓差為水柱，則在原型風(fēng)管中將產(chǎn)生多大的壓差？設(shè)水和空氣的溫度均為℃。求：（1）模型中的風(fēng)速；（2）模型相應(yīng)管段的壓降。即 取作為基本物理量。按水力最優(yōu)條件設(shè)計(jì)斷面尺寸。 設(shè)計(jì)流量的矩形渠道，采用一般混泥土護(hù)面，按水力最優(yōu)斷面設(shè)計(jì)渠寬和水深。39
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