工程流體力學(xué)課后習(xí)題答案(編輯修改稿)
2024-07-24 15:20 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 d1Hd2M題 48圖12233測(cè)壓管水頭線【48】如圖所示，敞開(kāi)水池中的水沿變截面管路排出的質(zhì)量流量Qm=14kg/s，若d1=100mm，d2=75mm，d3=50mm，不計(jì)損失，求所需的水頭H，以及第二段管段中央M點(diǎn)的壓力，并繪制測(cè)壓管水頭線?！窘狻苛?1和33斷面的伯努利方程，則其中 得 列M點(diǎn)所在斷面22和33斷面的伯努利方程，則H=4mAv1v2A1=A2= 題 49圖總水頭線（不計(jì)損失）總水頭線（計(jì)損失）測(cè)壓管水頭線測(cè)壓管水頭線【49】：（1）若不計(jì)損失，①求斷面流速v1及v2；②繪總水頭線及測(cè)壓管水頭線；③求進(jìn)口A點(diǎn)的壓力。（2）計(jì)入損失：第一段的水頭損失為流速水頭的4倍，第二段為3倍，①求斷面流速v1及v2；②繪制總水頭線及測(cè)壓管水頭線；③根據(jù)所繪制水頭線求各管段中間點(diǎn)的壓力?！窘狻浚?）列自由液面和管子出口斷面的伯努利方程，則得 又由 得 列A點(diǎn)所在斷面和管子出口斷面的伯努利方程，則得 （2）列自由液面和管子出口斷面的伯努利方程，則由 得 、細(xì)管段中點(diǎn)的壓力為： 粗管段中點(diǎn)的壓力為：27m2m真空表題 410圖【410】103W的水泵抽水，泵的效率為90％，全管路的水頭損失為1m，試求抽水量、管內(nèi)流速及泵前真空表的讀數(shù)?！窘狻苛袃勺杂梢好娴牟匠蹋瑒t得 H=30m又由 得列最低自由液面和真空表所在斷面的伯努利方程，則得 ?！?11】圖示一管路系統(tǒng)，欲維持其出口流速為20m/s，問(wèn)水泵的功率為多少？設(shè)全管路的水頭損失為2m，泵的效率為80％，則壓力表上的讀數(shù)為若干？【解】列自由液面和出口斷面的伯努利方程，有19m1m壓力表d2=2cmd1=1cm題 411圖 得 又由 列壓力表所在斷面和出口斷面的伯努利方程，則其中： 得 【412】圖示離心泵以20m3/。地下油罐油面壓力為2104Pa，洞庫(kù)油罐油面壓力為3104Pa。，兩罐液面差為40m，全管路水頭損失設(shè)為5m。求泵及電動(dòng)機(jī)的額定功率（即輸入功率）應(yīng)為若干？40m題 412圖【解】列兩油罐液面的伯努利方程，則得 則yθRF1122題 413圖xRxRy 【413】輸油管線上水平90176。轉(zhuǎn)變處，設(shè)固定支座。所輸油品δ=，管徑d=300mm，通過(guò)流量Q=100 L/s，105Pa，105Pa。求支座受壓力的大小和方向?！窘狻窟x取11和22斷面及管壁圍成的空間為控制體，建立如圖所示坐標(biāo)系，設(shè)彎管處管壁對(duì)流體的力為R。 列x方向動(dòng)量方程其中：則 列y方向動(dòng)量方程其中：則，方向與R方向相反。y60176。pAABpB題 414圖oxRRyRxF【414】水流經(jīng)過(guò)60176。漸細(xì)彎頭AB，已知A處管徑dA=，B處管徑dB=，B處壓力pB=105Pa。設(shè)彎頭在同一水平面上摩擦力不計(jì)，求彎頭所受推力?！窘狻窟x取A和B斷面及管壁圍成的空間為控制體，建立如圖所示坐標(biāo)系。列A斷面和B斷面的伯努利方程，得（因彎頭為水平放置，即z1=z2=0）其中：則列x方向動(dòng)量方程 可知，與設(shè)的方向相反。列y方向動(dòng)量方程則 題 415圖DFdyxR2211o【415】消防隊(duì)員利用消火唧筒熄滅火焰，消火唧筒出口直徑d=1cm，入口直徑D=5cm，從消火唧筒射出的流速v=20m/s。求消防隊(duì)員手握住消火唧筒所需要的力？（設(shè)唧筒水頭損失為1m）【解】選取消火唧筒的出口斷面和入口斷面與管壁圍成的空間為控制體，建立如圖所示坐標(biāo)系。列11和22斷面的伯努利方程 其中：得 列x方向的動(dòng)量方程得 Mv1v2D2D1題 416圖yx1122R【416】嵌入支座的一段輸水管，如圖所示，其直徑由D1==。當(dāng)支座前端管內(nèi)壓力p=4105Pa，流量Q=，求該管段中支座所受的軸向力。【解】取122斷面及管壁圍成的空間為控制體，建立如圖所示坐標(biāo)系。列11和22斷面的伯努利方程求得其中： 得列x方向即軸向動(dòng)量方程則 該管段中支座所受的軸向力【417】，沖擊一個(gè)固定的對(duì)稱(chēng)葉片，葉片的轉(zhuǎn)角α=135176。，求射流對(duì)葉片的沖擊力。若葉片以12m/s的速度后退，而噴口仍固定不動(dòng)，沖擊力將為多大？【解】建立如圖所示坐標(biāo)系，選取如圖所示控制體αF題 417圖xyo （1）列x方向的動(dòng)量方程其中 則 射流對(duì)葉片的沖擊力。（2）若葉片以12m/s的速度后退，因坐標(biāo)系建立在葉片上，故水流撞擊葉片前的速度為v==，代入上式得 射流對(duì)葉片的沖擊力。第五章 量綱分析與相似原理【51】試用量綱分析法分析自由落體在重力影響下降落距離s的公式為s=kgt2，假設(shè)s和物體質(zhì)量m、重力加速度g和時(shí)間t有關(guān)?！窘狻繎?yīng)用瑞利法（1）分析物理現(xiàn)象，假定 （2）寫(xiě)出量綱方程或 （3）利用量綱和諧原理確定上式中的指數(shù)解得回代到物理方程中得【52】檢查以下各綜合數(shù)是否為無(wú)量綱數(shù)：（1）；（2）；（3）；（4）；（5）。【解】 （1）展開(kāi)量綱公式 為有量綱數(shù)； （2）展開(kāi)量綱公式 為有量綱數(shù)；（3）展開(kāi)量綱公式 為有量綱數(shù)； （4）展開(kāi)量綱公式 為有量綱數(shù)； （5）展開(kāi)量綱公式 為無(wú)量綱數(shù)?！?3】假設(shè)泵的輸出功率是液體密度ρ，重力加速度g，流量Q和揚(yáng)程H的函數(shù)，試用量綱分析法建立其關(guān)系。 【解】利用瑞利法，取比重γ=ρg（1）分析物理現(xiàn)象，假定 （2）寫(xiě)出量綱方程或 （3）利用量綱和諧原理確定上式中的指數(shù)解得回代到物理方程中得【54】假設(shè)理想液體通過(guò)小孔的流量Q與小孔的直徑d，液體密度ρ以及壓差有關(guān)，用量綱分析法建立理想液體的流量表達(dá)式?！窘狻坷萌鹄ǎ?）分析物理現(xiàn)象，假定 （2）寫(xiě)出量綱方程或 （3）利用量綱和諧原理確定上式中的指數(shù)解得回代到物理方程中得【55】有一直徑為D的圓盤(pán)，沉沒(méi)在密度為ρ的液池中，圓盤(pán)正好沉于深度為H的池底，用量綱分析法建立液體作用于圓盤(pán)面上的總壓力P的表達(dá)式?！窘狻坷忙卸ɡ恚?）分析物理現(xiàn)象 （2）選取H、g、ρ為基本量，它們的量綱公式為，其量綱指數(shù)的行列式為所以這三個(gè)基本物理量的量綱是獨(dú)立的，可以作為基本量綱。 （3）寫(xiě)出53=2個(gè)無(wú)量綱π項(xiàng)， （4）根據(jù)量綱和諧原理，可確定各π項(xiàng)的指數(shù)，則， （5）無(wú)量綱關(guān)系式可寫(xiě)為或
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