【文章內(nèi)容簡介】 出口截面列伯努利方程： 其中， P2 b= 0， z1 = z 2，代入得： 選彎管所圍成的體積為控制體，對控制體列動量方程： 求得： Fpnbx= (N) ∴ Fx= Fpnbx= (N) Fpnby= (N) Fy= Fpnby= (N) )/( 212212 smvDDv ??????????????????? ? xexxvpnx FAPvvqF ????? 2221?? ? 2221 APvvqF evx ??? ?gvgPgv e 2221222 ???)( PaP e ?? ?)( 22NF x??????????? ??)( 6 6 3 NFF x ???222211 dvdv ?)/( 0 075 22212221 smddvv ????gvzgPgvzgP bb 2222222111 ????? ??? ? )( 0 0 022 52221221 PagvvP b ?????? ??? ?? ?pnbypnbyypnypnyyvpnbxbpnbxxpnxpnxxv FFFFvvq FAPFFFvvq ????? ??????2112112112??? ?? ? pnbypnbxFvFvv????????????????030s i 2225122???)( 3 6 722 NFFF yx ??? 6． 已知油的密度 ρ =850 kg/m3，粘度 μ = ，在圖示連接兩容器的光滑管中流動，已知 H=3 m。當(dāng)計及沿程和局部損失時，求：（ 1）管內(nèi)的流量為多少？（ 2）在管路中安一閥門，當(dāng)調(diào)整閥門使得管內(nèi)流量減小到原來的一半時，問閥門的局部損失系數(shù)等于多少？（水力光滑流動時， λ = ）。 解：（ 1）對兩容器的液面 列伯努利方程，得： 即： (1) 設(shè) λ = ，代入上式，得 v = m/s，則 故，令 λ =λ ’=，代入（ 1）得： v=（ m/s） 則 ∴ （ 2） 則 gvgvdlhhhH jfw22 ????? ??gvgv 22 ?? ? 3 8 9 5 0Re ????? ?? vd 39。 ????%2% 02 39。 ?????? ?? ????? ?? vd?? ???? 02 05031 31 39。 )/( 322 smvdq v ????? ??)/(1 39。 3 smqq vv ???)/( 439。22 smdqv v ?????? ????? ?? vd0 34 03 33 16 16 ????gvdlhhhHvjfw2)(2?? ?????? ? 求得： 7． 為確定魚雷阻力，可在風(fēng)洞中進行模擬試驗。模型與實物的比例尺為 1/3，已知實際情況下魚雷速度 vp=6 km/h，海水密度ρ p=1200 kg/m3，粘度ν p= 106 m2/s，空氣的密度 ρm= kg/m3，粘度νm= 105 m2/s，試求：（ 1）風(fēng)洞中的模擬速度應(yīng)為多大？（ 2）若在風(fēng)洞中測得模型阻力為 1000N，則實際阻力為多少？ 解：已知 （ 1） 由 Rep = Rem 得， kν = kv kl， ∴ vm= kvvp= 38 6 =228 (km/h) （ 2）由 kF= kρ kl2 kv2 得 ∴ FP = Fm/kF = 1000/ = 5798 (N) 7． 流體通過孔板流量計的流量 qv 與孔板前、后的壓差 Δ P、管道的內(nèi)徑 d管內(nèi)流速 v、孔板的孔徑 d、流體密度 ρ和動力粘度μ有關(guān)。試用π定理導(dǎo)出流量 qv的表達式。 （ dimΔ P =ML1T2， dimμ =ML1T1）。 解：設(shè) qv= f (Δ P, d1, v, d,ρ ,μ ) 選 d, v, ρ 為基本變量 上述方程的量綱方程為： 6 5 ) 3 4 (3 2???? v??v?31?? pml llk 65 ??????? ??lpmlv kkkk ???? ? ? ? 1 7 2 2 0 2222 ????????????????pmpmF FFk ??1111 cbav dvq ???2222 cba dvP ????33331 cba dvd ???4444 cba dv??? ?? ? ? ? 111 1313 cba LLTMLTL ??? ?? ? ? ? 222 1321 cba LLTMLTML ???? ?? ? ? ? 333 1311 cba LLTMLTML ???? ?? ? ? ? 333 13 cba LLTMLL ??? 由量綱一致性原則，可求得： a1=0 a2=1 a3=0 a4=1 b1=1 b2=2 b3=0 b4=1 c1=2 c2=0 c3=1 c4=1 ∴ 8． 如圖所示，由上下兩個半球合成的圓球，直徑 d=2m，球中充滿水。當(dāng)測壓管讀數(shù) H=3m時，不計球的自重，求下列兩種情況下螺栓群 AA 所受的拉力。（ 1）上半球固定在支座上；（ 2）下半球固 定在支座上。 解：（ 1）上半球固定在支座上時 （ 2）下半球固定在支座上時 9. 新設(shè)計的汽車高 ，最大行駛速度為 108km/h，擬在風(fēng)洞中進行模型試驗。已知風(fēng)洞試驗段的最大風(fēng)速為 45m/s，試求模型的高度。在該風(fēng)速下測得模型的風(fēng)阻力為 1500N，試求原型在最大行駛速度時的風(fēng)阻。 解： 根據(jù)粘性力相似準(zhǔn)則， 21 vdqv?? 22 vP?? ?? dd13?? vd??? ?4???????? ?? vdddvPfvdq v ??? , 122? ?)(3/ 0032432kNrHdggVFp????????????????? ??? ????? ?)(3/ 0032432kNrHdggVFp????????????????? ??? ????1 0845?????kvvkpmv)(1111ReRemhhhhkkkkpmpmvllvpm???????? 又 10. 連續(xù)管系中的 90186。漸縮彎管放在水平面上，管 徑 d1=15 cm， d2= cm，入口處水平均流速 v1= m/s，靜壓 p1e= 104 Pa（計示壓強）。如不計能量損失，試求支撐彎管在其位置所需的水平力。 解：由連續(xù)方程： 由能量方程： X 方向動量方程： Y 方向動量方程： 合力為 : 11. 小球在不可壓縮粘性流體中運動的阻力 FD 與小球的直徑 D、等速運動的速度 v、流體的)(1 5 0 011 5 0 02222Nkkk FFFFkkkklvmppmlvF?????????)/()( 21222121122211smvddAAvvAvAv??????)(21725)(2)(222224222112222211Pavvppgvgpgvgpeeee??????????????)(42 1 7 2 5)010(4 0 0 0)()(2222122212NApvvqFApFvvqexxvxexxxv????????????????????)(4)(4)()(24211121112NApvvqFApFvvqeyyvyeyyyv?????????????????????)( 4 2 3 2 2222 NFFF yx ?????密度 ρ 、動力粘度 μ 有關(guān)，試導(dǎo)出阻力的表達式 。 （ dimF =MLT2， dimμ =ML1T1）。（ 15 分） 解：設(shè) FD = f (D, v, ρ ,μ ) 選 D、 v、ρ 為基本變量 上述方程的量綱方程為： 由量綱一致性原則，可求得： a1=1 a2=1 b1=2 b2=1 c1=2 c2=1 ∴ 12. 如圖所示，一封閉容器內(nèi)盛有 油和水，油層厚 h1=40 cm，油的密度 ρ o=850 kg/m3，盛有水銀的 U 形測壓管的液面距水面的深度 h2=60 cm，水銀柱的高度低于油面 h=50 cm，水銀的密度 ρ hg= 13600 kg/m3，試求油面上的計示壓強（ 15 分）。 解： 1111 cbaD DvF ???2224 cba Dv??? ?? ? ? ? 111 132 cba LLTMLM L T ??? ?? ? ? ? 222 1311 cba LLTMLTML ???? ?221 dvFD?? ? vd??? ?2????????? vdfdvFD ??? 22)( 21 212 hhhg ghghPP hg woee ??? ???? ??)(5 7 4 2 8 0 0 0)( 3 6 0 0)( 2121PaghghhhhgP wohge?????????????????? ??? 13. 額定流量 qm= kg/s 的過熱蒸汽，壓強 pe=981 N/cm2，蒸汽的比體積為 v= m3/kg，經(jīng)內(nèi)徑為 227mm 的主蒸汽管道鉛垂向下，再經(jīng) 90186。彎管轉(zhuǎn)向水平方向流動。如不計能量損失，試求蒸汽作用給彎管的水平力。 解：由連續(xù)方程： 得： 選彎管所圍成的體積為控制體，對控制體列 x 方向動量方程： 14. 為測定 90186。彎頭的局部阻力系數(shù)，在 A、 B 兩斷面接測壓管，流體由 A 流至 B。已知管徑 d=50 mm， AB 段長度 LAB = m，流量 qv = 15 m3/h，沿程阻力系數(shù) λ =，兩測壓管中的水柱高度差 Δ h = 20 mm，求彎頭的局部阻力系 數(shù) ξ 。（ 15 分） 解： 對