流體力學(xué)_合肥工業(yè)大學(xué)_胡小春_曾億山_答案(編輯修改稿)
2025-07-21 03:13 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 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）。解：噴嘴出口速度在豎直方向的分速度為水流到達(dá)最高點(diǎn)的時(shí)間為水平距離x為當(dāng)時(shí)，x取最大值 流體從長(zhǎng)的狹縫流出，沖擊一斜放的光滑平板，如圖所示，試求流量分配及作用在平板上的力。（按理想流體計(jì)），不計(jì)水流重力，已知v0，A0，q 。 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。解：取A池液面為位置水頭零位，對(duì)面1—2—2列Bernoulli方程 （）取B端為位置水頭零位，對(duì)面2—3—3列Bernoulli方程聯(lián)立解得：，流量C點(diǎn)的真空度為73560Pa 水流通過水平變截面直角彎管，已知進(jìn)口dA=25cm，pA=180KPa，QA=／s，出口dB=20cm，求水流對(duì)彎管壁的作用力。不計(jì)水頭損失。解：進(jìn)口端流速為，進(jìn)口端流速為列Bernoulli方程，得水流對(duì)彎管壁的作用力的分力所以水流對(duì)彎管壁的作用力為 流量m3/s的水流過的收縮彎管水平放置，彎管進(jìn)口直徑，壓力，彎管出口直徑。設(shè)流動(dòng)定常，無(wú)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。射流的質(zhì)量流量為 因葉片對(duì)稱，則由控制體y方向上動(dòng)量守恒方程，并考慮到質(zhì)量守恒方程可得即： 假設(shè)葉片對(duì)水的作用力大小Fx，方向沿x軸負(fù)方向，再建立控制體x方向上的動(dòng)量守恒方程式可得整理可得，x方向水對(duì)葉片的沖擊力Fx為 第5章 圓管層流和縫隙流 管道直徑d=100mm，輸送水的流量為10kg/s，如水溫為50C，試確定管內(nèi)水流的流態(tài)。如用這管道輸送同樣質(zhì)量的石油，已知石油的密度ρ=850kg/m3，運(yùn)動(dòng)粘性系數(shù)ν=，試確定石油的流態(tài)。解：50C時(shí)，水的運(yùn)動(dòng)粘性系數(shù)ν=106m2/s，水的雷諾數(shù)Re為：，紊流石油：，層流 有一梯形斷面的排水溝，底寬b=70cm，斷面的邊坡為1：，當(dāng)水深h=40cm，斷面平均流速u=，水溫100C，試判別此時(shí)的水流形態(tài)。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：沿程損失為 在長(zhǎng)度l=10000m，直徑d=，其重量流量Q=，運(yùn)動(dòng)粘性系數(shù)ν=25cm2/s，判斷其流態(tài)并求其沿程阻力損失。解：雷諾數(shù)，流速，所以，層流沿程阻力損失為： 潤(rùn)滑油在圓管中作層流運(yùn)動(dòng)，已知管徑d=1cm，管長(zhǎng)l=5m，流量Q=80cm3/s，沿程損失hf=30m(油柱)，試求油的運(yùn)動(dòng)粘度ν。解：由于流速為，沿程損失故 阻尼活塞直徑d=20mm，在F=40N的正壓力作用下運(yùn)動(dòng)，活塞與缸體的間隙為δ=，缸體長(zhǎng)l=70mm，油液粘度μ=，試求：活塞下降的速度。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。解：此題為平行圓盤縫隙徑向流中的放射流動(dòng)問題，根據(jù)流量公式得由，帶入時(shí)得，即 如圖所示的強(qiáng)制潤(rùn)滑的軸承，軸徑12cm，軸向載荷F=5104N，中央凹部的直徑是4cm，若用油泵通入Q=103m3/s的油液時(shí)，泵供油壓力應(yīng)為多大？軸和軸承之間的間隙應(yīng)是多少？（設(shè)μ=102 ）。解：由，軸向載荷得泵供油壓力為由得所以軸和軸承之間的間隙為 直徑d=25mm的油缸中有長(zhǎng)度l=150mm的柱塞，兩端作用的壓力差為196kN/m2，油液的動(dòng)力粘度μ=，求縫隙中的泄漏量：（1）柱塞有4個(gè)a=3mm,b=；（2）沒有溝槽，但柱塞和缸壁間的環(huán)形通道面積與上述4個(gè)溝槽的總面積相同時(shí)。 當(dāng)圓盤轉(zhuǎn)數(shù)n=400r／min時(shí)，試確定圓盤的摩擦力矩M，已知腔體間隙h=，油的粘度為μ=，圓盤尺寸為d=20mm，D=110mm。 (設(shè)流體只隨圓盤作圓周運(yùn)動(dòng))。解：在r處取增量，則所以 圖示的滑動(dòng)軸承工作原理圖，動(dòng)力粘度μ=，從壓力為po=105Pa的主管徑lo=，do=6mm的輸油管流向軸承中部的環(huán)形油槽，油槽寬度b=10mm，軸承長(zhǎng)度L=120mm，軸徑d=90mm，軸承內(nèi)徑D=。假定輸油管及縫隙中均為層流，忽略軸的影響，試確定下述兩種情況下的泄漏量。
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