【正文】 粘 度隨溫度的升高而 ___，氣體 粘 度隨溫度的升高而 ___( )。 第（五）題圖 3 六． 求如 圖 所 示管 路 系統(tǒng) 中 的輸 水 流 量 Vq ，已 知 H =24 ，mllll 1 0 04321 ???? ， mmddd 100421 ??? ， mmd 2020 ? ， ??? ??? ， ?? ， 30?閥? 。 五． 水射流以 20 sm/ 的速度從直徑 mmd 100? 的噴口射出，沖擊一對稱葉片，葉片角度 ?45?? ，求： （ 20 分） 1． 當葉片不動時射流對葉片的沖擊力； 2． 當葉片以 12 sm/ 的速度后退而噴口固定不動時，射流對葉片的沖擊力。 VVqF vx ???? ?? )](c os))[((4 2 uVuVuVdF x ????? ??? )122()1220( 22 ??????? ? ? 射流對葉片沖擊力為 ，向右。 s/m B. N（ 3分） 微元控制體 —— 根據需要選取的具有確定位置和形狀的微元流體。 A. 流動是無旋的； B. 必須是平面流動； C. 必須是無旋的平面流動； D. 流線是直線的流動。 解： （ 1） 2 3 10xy x y? ? ? ? ? 此流動無旋，存在勢函數 ? 。高壓下，流體的 黏性隨壓強升高而增大 。 等壓面： 在流體中，壓強相等的各點所組成的面。 即 z+p/ρg 為一常數。 Pz=ρgV。 有效截面： 在流束中與各流線相垂直的橫截面。 根據邊界情況，可分為三類： 1 有壓流動 ：總流的全部邊界受固體邊界的約束，即流體充滿流道，如壓力水管中的流動。 壓強一般選擇相對壓強要注意方程兩端保持一致。 Re=υd/ν。 工程體力學考試試卷 30 一．簡答題（ 30 分） 1．粘性及粘性的表示方法 產生阻抗流體層間相對運動的內摩擦力的這種流體的性質。Vq VWiA iW gdqhAgdvh ??中， 39。求偏角 ? 及平板受力 F 。22222111 22 Wiiiiii hgvgpzgvgpz ?????? ?? 單位時間內流過微 小流束過流斷面 11 和 22 流體的總能量為： gdAvhgvgpzgdAvgvgpz iiWiiiiiiii ???? 2239。 收縮斷面： 流體 在出口后繼續(xù)收縮，至離孔口 1/2 孔徑處，過流斷面達到最小 ，如 C 斷面。 雷諾實驗表明： ①當流速大于上臨界流速時為紊流；當流速小于下臨界流速時為層流；當流速介于上、 下臨界流速之間時，可能是層流也可能是紊流，這與實驗的起始狀態(tài)、有無擾動等因素有關，不過實踐證明，是紊流的可能性更多些。 水力坡度 J： 總水頭沿流程下降的 坡度， J=d hw /dl= dH/dl。 微元流束和微元流管： 有效截面面積無限小的流束和流管。 流線 是某一瞬時 流體上各點的流向曲線 ，在這條曲線上的各流體質點的速度方向都與該曲線相切， 同一時刻，流場中兩根流線不能相交。可分解水平方向和垂直方向上的兩個力分別計算。為減少毛細現象所造成的誤差，采用一根內徑為 10mm左右的直玻璃 管。 1 流體靜壓強的方向與作用面相垂直，并指向作用面的內法線方向。 流體具有內摩擦力的特性。 解：根據壓強平衡微分方程式： （ 1 分） 單位質量力： （ 2 分） 在液面上為大氣壓強， 代入（ 1 分） 由壓強平衡微分方程式，得： 18 （ 2 分） （ 2 分） 任意點： （ 4 分） 代入自由面方程得： p 與淹深成正比。 3．在研究流體運動時，按照是否考慮流體的粘性，可將流體分為 ( )。若不記管嘴內的液體和管嘴本身的重力，試求管嘴上螺栓群共受多大的拉力？（ 20 分） 3．如圖所示為一文丘里流量計，起作用的是漸縮管段，氣體流動方向如圖，已知氣體密度 3/ mkg?? ， 1－ 1 和 2－ 2 截面直徑分別為 600mm和 400mm， U 型管內水柱高度為 h=45mm，試計算體積流量（忽略損失）。 6． 流動有勢的充分必要條件是 ( )。 ?? xf ； Cxf ?)( ；令其為 0，則： 22 22 yxyyx ???? 五．解： （ 1）列 x 方向動量方程： )c o s( VVqF vx ???? ?? )c os(4 2 VVVdFx ?? ??? )122( 22 ?????? ? ? 射流對葉片沖擊力為 ，向右。 4．動量修正因數（系數）的定義式 0? =（ ）。計算經 dt 時間內流出、流入右、左側面流體質量差值為： dx dz dtdyyVVdyydx dz dtdyyVVdyym yyyyy )2)(2()2)(2( ??????????????? ???? dx dy dz dtyVyV yy )( ?????? ?? dx dy dzdtyV y??? )(? 同理可得： dx dy dz dtxVm xx ???? )(? dx dy dz dtzVm zz ???? )(? 經 dt 時間六面體內質量的變化量為 tm? d x d y d z d td x d y d zdttmt ??? ?????? )( dxdydzdtt??? ? 由質量守恒原理，應有 tzyx mmmm ???????? 5 即 dx dy dz dttdx dy dz dtzVyVxV zyx ???????????? ???? ])()()([ 化簡整理得： 0)()()( ???????????? zVyVxVt zyx ???? 四．解 （ 1） 22 ???? xxVx ； 22 ????? xyVy 02222 ?????????? xxyVxV yx 滿足連續(xù)性方程。 4．靜止流體中 任意形狀平面壁上壓力 值 等于 ___ 處靜水壓強 與 受壓面積 的乘積（ ） 。 ＞ vcr ； C. vcr39。 淹深 —— 流體中某點在自由面下的垂直深度。夾角的傾斜平面向上運動， 試求容器中水面的傾角，并分析 p 與水深的關系。表示溫度保持不變時，單位壓強增量引起流體體積的相對縮小量。 作用在流體上的力可以分為兩大類，表面力和質量力。 流體處于真空狀態(tài)： 當流體的絕對壓強低于當地大氣壓強。 mgz：重 mg 物體的位能。而曲面 a’b’的壓力體是過 a’和 b’兩點引垂線到液面延長面所得a’b’c’d’與容器寬度構成的。 恒 定流： 流場中各處所有的運動要素不隨時間而變化，僅與空間位置有關。 不可壓縮流體元流能量方程： z1+p1/ρg+ν12/2g= z2+p2/ρg+ν22/2g+h’w。 若為 U 形 壓差 計 中裝 的 是水 銀 ：。 d 當 仍為 2300。 二．推導直角坐標系中的連續(xù)性微分方程。 五．如圖，盛水容器以轉速 min/450rn ? 繞垂直軸 旋轉 。（ 15 分） 將坐標原點 C 取在液面處，則液面方程 grz 222?? 設液面上 O 點處壓強為 0p ，則 mgr drrpd ??? ??? 2)2(2/0 220 則 2220 4 )2/(4 r dmgp ?????? 求螺栓組 A 受力： 35 在上蓋半徑為 r 處取寬度為 dr 的環(huán)形面積，該處壓強為 ggrhpp ?? )2( 2210 ??? 上蓋所受總壓力為 ?? ??????? 2/2/ 22102/2/1 37232))2((2 DdDdP Nr drggrhpr drpF ???? 方向垂直向上。中心為點 ),( zyxA ，該點速度為 zyx vvv , ，密度為),( tzyx? ，計算在 dt 時間內流入、流出該六面體的流體質量。 圓管中的層流運動： 斷面上流速分布為旋轉拋物面，平均流速為最大流速的一半。 應用動量方程步驟： 選好隔離體，全面 外力，列出動量投影方程。 水頭損失 h’w，單位重量流體消耗的能量。 根據流場中同一條流線各空間點上的流速是否相同，可將總流分為 均勻流和非均勻流。 作用在 ab 曲面上的垂直分力 Fz與作用在 a’b’曲面 上的垂直分力 F’z只是數值相同，而方向不同。在重力作用下，位能和壓能保持守