工程流體力學(xué)1-5章習(xí)題解答(參考版)
2025-06-03 12:15本頁(yè)面
【正文】 已知，工程大氣壓，工程大氣壓，流過(guò)的水量。解：取基準(zhǔn)面，則斷面方程得 其中， 523 圖中，計(jì)算水銀差壓計(jì)的水銀面高差，并表示出水銀面高差方向。解：取基準(zhǔn)面，列斷面能量方程所以， = = Q==522 自水池中引出一根具有三段不同直徑的水管如圖所示。521 水從封閉容器沿直徑，長(zhǎng)度的管道流入容器。解：水力坡度 謝才系數(shù) 代入謝才公式得520流速由變?yōu)榈耐蝗粩U(kuò)大管，如分為二次擴(kuò)大，中間流取何值時(shí)局部水頭損失最小，此時(shí)水頭損失為多少？并與一次擴(kuò)大時(shí)的水頭損失比較。516 混凝土排水管的水力半徑。如果要保證通過(guò)流量，問(wèn)能送到多遠(yuǎn)？（水溫℃）解： t=25℃時(shí)，由式（541）得， 又由達(dá)西公式得514 一輸水管長(zhǎng)，內(nèi)徑管壁當(dāng)量粗糙高度，運(yùn)動(dòng)粘度，試求當(dāng)水頭損失時(shí)所通過(guò)的流量。如果水的流速提高至，如何變化？如水的流速不變，管徑增大到，又如何變化？解：℃時(shí)， （1） （2） （3） 512 鑄鐵輸水管長(zhǎng)=1000，內(nèi)徑，通過(guò)流量，試按公式計(jì)算水溫為10℃、15℃兩種情況下的及水頭損失。（3）求處的混合長(zhǎng)度及無(wú)量綱常數(shù)如果令，則？解：（1） （2） （3）所以 = 又若采用 ， 則 510 圓管直徑，通過(guò)該管道的水的速度，水溫℃。（1）求管壁處、處、處的切應(yīng)力。解：設(shè)管中流態(tài)為層流，則而代入上式得 驗(yàn)算：， 屬于層流故假設(shè)正確。求油的運(yùn)動(dòng)粘度。已知。如果保持管內(nèi)液體為層流運(yùn)動(dòng)，流量應(yīng)受怎樣的限制？解：由式（17）算得℃時(shí)， （1）判別流態(tài)因?yàn)? 所以 ，屬于紊流（2）要使管內(nèi)液體作層流運(yùn)動(dòng)，則需即 54 有一均勻流管路，長(zhǎng)，直徑，水流的水力坡度求管壁處和處的切應(yīng)力及水頭損失。解：由準(zhǔn)則有即所以 （2）52 有一矩形斷面小排水溝，水深，底寬流速水溫為15℃，試判別其流態(tài)。（1）為了保證粘性相似，模型尺寸應(yīng)為多大？（2）在最大吹風(fēng)速度時(shí)，模型所受到的阻力為求汽車在最大運(yùn)動(dòng)速度時(shí)所受的空氣阻力（假設(shè)空氣對(duì)原型、模型的物理特性一致）。解：堰坎溢流受重力控制，由弗勞德準(zhǔn)則，有，由 = = 而所以，即 413 將高，最大速度的汽車，用模型在風(fēng)洞中實(shí)驗(yàn)（如圖所示）以確定空氣阻力。試用量綱分析法，證明固體顆粒沉降速度由下式表示：解：選、為基本量，故可組成3個(gè)數(shù)，即其中， 求解各數(shù)， 即 對(duì)于， 即 對(duì)于， 即 故=0化簡(jiǎn)整理，解出又與成正比，將提出，則48 設(shè)螺旋漿推進(jìn)器的牽引力取決于它的直徑D、前進(jìn)速度、流體密度、粘度和螺旋漿轉(zhuǎn)速度。解：設(shè) 據(jù)量綱一致性原則求指數(shù)、：M： 1 = = 1L ： 1 = = 2T： 2 = = 1故 46 有壓管道流動(dòng)的管壁面切應(yīng)力，與流動(dòng)速度、管徑D、動(dòng)力粘度和流體密度有關(guān)，試用量綱分析法推導(dǎo)切應(yīng)力的表達(dá)式。44 用量綱分析法，證明離心力公式為F= kWv2 / r。[解] 由連續(xù)性方程：由伯努利方程：由動(dòng)量方程： 42 用式（43）證明壓強(qiáng)差△p、管徑d、重力加速度g三個(gè)物理量是互相獨(dú)立的。已知壩址河段斷面近似為矩形，單寬流量qV=14m3/s，上游水深h1=5m，試驗(yàn)求下游水深h2及水流作用在單寬壩上的水平力F。已知孔寬B=3m，孔高h(yuǎn)=2m，閘前水深H=，泄流量qV=45m3/s，閘前水平，試求水流作用在閘孔
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