流體力學(xué)參考答案(20xx年整理)-免費(fèi)閱讀
【正文】 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。即 取作為基本物理量。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℃。吸水管全長(zhǎng)為15m，沿程阻力系數(shù)λ=，有兩個(gè)90176。 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。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：水力直徑，流速20176。的緩彎減少局部水頭損失較多。試求U形水銀壓差計(jì)中的壓差讀數(shù)△h。C的空氣，風(fēng)量為42000m3／△=，在l=12m長(zhǎng)的管段中，用傾斜30176。)，試分別判別兩者的流態(tài)和流區(qū)。 (設(shè)流體只隨圓盤作圓周運(yùn)動(dòng))。如果水深和水溫都保持不變，問(wèn)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：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(guò)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。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： ，（1）由于，無(wú)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。（3）（是不為零的常數(shù)）。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(guò)（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：豎直方向段：方向段：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。右邊測(cè)壓計(jì)中交界面在中心A點(diǎn)之下的距離為Z+DZ，其水銀柱高為h+Dh。解：由得 當(dāng)壓強(qiáng)增量為50000 N/m2時(shí)，%，求此液體的體積彈性模數(shù)。解：由得， 已知水的密度=，運(yùn)動(dòng)黏度=106m2/s，求它的動(dòng)力黏度。（提示：先設(shè)流速分布，利用給定的條件確定待定常數(shù)A、B、C）解：以D點(diǎn)為原點(diǎn)建立坐標(biāo)系，設(shè)流速分布，由已知條件得C=0,A=625,B=50則由切應(yīng)力公式得y=0cm時(shí)，；y=2cm時(shí)，；y=4cm時(shí)， 某流體在圓筒形容器中。解：由得 ， 水壓機(jī)是由兩個(gè)尺寸不同而彼此連通的，以及置于缸筒內(nèi)的一對(duì)活塞組成，缸內(nèi)充滿水或油，如圖示：已知大小活塞的面積分別為A2，A1，若忽略兩活塞的質(zhì)量及其與圓筒摩阻的影響，當(dāng)小活塞加力F1時(shí)，求大活塞所產(chǎn)生的力F2。解：建立坐標(biāo)系Oxy，原點(diǎn)在O點(diǎn)，Ox垂直于閘門斜向下，Oy沿閘門斜向下，浸在水中的閘門上的作用力 （不計(jì)大氣壓力）為設(shè)壓力中心為D到ox軸的距離為，則有當(dāng)閘門轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，F(xiàn)與G產(chǎn)生的合力矩與提升力T產(chǎn)生的力矩相等，則有則T大小為 如圖示，一水庫(kù)閘門，閘門自重W=2500N，寬b=3m，閘門與支撐間的摩擦系數(shù)m=，當(dāng)水深H=，問(wèn)提升閘門所需的力T為多少？解：將z軸取在閘門上，豎直向下，原點(diǎn)為水面與閘門的交匯點(diǎn)液面下深度處微面積dA上的微液作用dF為閘門上的總作用力為 由力平衡解得 在水深2m的水池下部有一個(gè)寬為1m，高為H=1m的正方形閘門OA，其轉(zhuǎn)軸在O 點(diǎn)處，試問(wèn)在A點(diǎn)處需加多大的水平推力F，才能封閉閘門？ 解：將y軸取在閘門上，豎直向下，原點(diǎn)為水面與閘門延長(zhǎng)線的交匯點(diǎn)液面下深度h=y處微面積dA上的微液作用dF為閘門上的總作用力為 設(shè)壓力中心為D到原點(diǎn)的距離為，則有由得 如圖示，a 和b 是同樣的圓柱形閘門，半徑R=2m，水深H=R=2m，不同的是圖（a）中水在左側(cè)，而圖（b）中水在右側(cè)，求作用在閘門AB上的靜水總壓力P 的大小和方向？（閘門長(zhǎng)度（垂直于紙面）按1m計(jì)算）。當(dāng)容器繞軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，其中心處液面降至Ho，貼壁液面上升至H高度。A為常數(shù)。（2）求流函數(shù)。已知送風(fēng)口斷面面積為40cm40cm，氣體平均速度為5m/s，試求通過(guò)送風(fēng)管過(guò)流斷面1233的流速和流量。解：建立直角坐標(biāo)系Oxy，Ox軸水平向右，Oy軸豎直向上平板對(duì)水流的作用力：則水流對(duì)平板的作用力為： 消防隊(duì)員將水龍頭噴嘴轉(zhuǎn)至某一角度q 使水股由最高點(diǎn)降落時(shí)射到樓墻上A點(diǎn)，該點(diǎn)高出地平面H = 26m，噴嘴出口比地面高h(yuǎn) = ，噴嘴出口流速v0 = 25m/s，忽略空氣阻力，試求噴嘴出口距邊墻的最大水平距離x（即水平距離OC）。射流的質(zhì)量流量為 因葉片對(duì)稱，則由控
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