2022年流体力学习题答案.docx
精选学习资料 - - - - - - - - - 5-2. 有一水箱水面保持恒定5m,箱壁上开一孔口,孔口直径d=10cm,1假如箱壁厚度为 3mm,求通过孔口的流速和流量；2如箱壁厚度为40mm,求通过孔口的流速和流量；解：1薄壁孔口：QA2gH0对薄壁孔口,20.01 4 4 3Q 0.6 0.62 2*9.8*5 4.67 10 4.82 10 m / s4通过孔口的流速 v Q2 gH 0Av 0.6 0.62 2*9.8*5 5.94 6.14 m s20.01 4 32厚壁孔口 Q 0.82 2*9.8*5 6.38 10 m / s4通过孔口的流速 v 0.82 2*9.8*5 8.12 m s5-3图示水箱用隔板分为左右两个水箱,隔板上开始终径 d 1 40 mm 的薄壁小孔口,水箱底接始终径 d 2 30 mm 的外管嘴,管嘴长 l 0 1. m,H 1 3 m； 1分析出流恒定性条件H 2 不变的条件2在恒定出流时,B 箱中水深 H 2 等于多少？ 3水箱流量 Q 1为何值？解1Q 1Q 时,H2恒定不变；10.60.133 ms2l0.1 m3 4d 为管嘴出流,d 为孔口出流；取1A 12g H1H22A 22g H2l0.59H22 0.62 A 12g3H22 0.822 A 22g H20.13H22 0.822 A 2H20.12 0.824 0.3H20.12 0.62 A 12 0.64 0.430.059H210.591.59 H21.153.5810H22.9411.85 m1.593Q 1A2g H1H20.640.0422g1 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 5-7某恒温室采纳多孔板送风,风道中的静压为200Pa ,孔口直径为20mm,空气温度为0 20 C , =0.8,要求送风量为3 1ms；问需要布置多少孔口？s0.62 ,d=100mm,求 Q；解在通风工程中,对于多孔板送风,流量系数采纳Q 1A2gp0.840.02222004.586 1033 m1.2Q 1nQnQ 113218个Q4.586 105-11. 如图孔板流量计,输送20空气,测量h=100mmH 2O,解：QA2p 0p1p24m ,直0.6242 0.120.1 9.8103h1.20.1973 ms5-15两水池用虹吸管连通,上下游水位差H2 m,管长l13 , m l25 , m l3径d200 mm,上游水面至管顶高度h1 m ,已知0.026,入口10,弯头1.5,出口1.0,求 a虹吸管中的流量； b管中压强最低点的位置及其最大负压值；解写上下游水面的能量方程,得Hl v2v2v2lv20.0212102 1.5115.2v2d2g2g2gd2g0.22g2 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - v2H20.13152g15.215.2v2g0.13151.6 msQ401033 ms,QAv40.221.65 102m3s压强最低点在2l 末端,就0hp c2 vl 1dl2v210 1.52 v2g2g2 gp c12 v12.5 0.0281 0.1315 13.32.75 m2g0.25-16如图所给水泵抽水系统,管长,管径单位为米,给于图中, 流量解0.03；求 1吸水管和压水管的 S 数 2求水泵所需水头；1S 数8l8 0.03203.222 118 s/5 md 10.25 4 0.25S 12g24 d g8l8 0.03260g0.72 2052 s/5 md 20.2 4 0.2S 224 d g 222hSQ2S Q23 217040 10 3.5 mZ17320 m3 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - HZh203.523.5 m5-20有一简洁并联管路如以下图,总流量Q80 1033 ms,10.02,求各管段间的 流 量 及 二 节 点 间 的 水 头 损 失 ； 第 一 支 路d 1200mm ,l600m , 第 二 支 路d2200mm ,l2360m ；解111SS 1S 2S 18l8 0.02 60030900.02320.0414d 124 d g25 0.2gS 28dl8 0.02 3601860d 2224g25 0.2g111110.0182S3090186055.543S12582m0.0414节点间的水头缺失hSQ25820.0823.72Q 1h3.720.03503 msS 13090Q 2h3.720.0453 msS 21860校核Q 1Q23 0.08 ms4 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 5-22如下图管路,设其中的流量QA0.63 m/ ,0.02,不计局部缺失；其它已各条件如,求 A、D 二点间的水头缺失；解h ABl v2lQ22l2 0.6220.0210001204227.67md2gd2gAd42 0.6 0.62 40.623 0.6 2gBC 段的缺失为h BC2 SQ0.04320.0540.181111SS 4S 2S 3S 28l280.02 1100344d 4 d g24 0.35g0.35S 38l280.02 800538d 4 d g24 0.35g0.35S 48l28 0.02 900144d 4 d g24 0.35g0.3511111110.0833S1445383441223.218.5所以S12310.18h AB31 0.6211.15m5 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - h CD0.0215004220.62430 1620.365.3m0.7 2g0.70.75g2h ADhABhBCh CD7.6711.155.324.12m20m,求Q 、Q 、5-25三层供水管路, 各管段的S 值均为,层高为 5m；设 a 点的压力水头Q ,并比较三流量,得出结论来；解h 12 SQ 1HQH204.46 1043 ms2H1H15H1S 152 S 18 10以二、三层楼分支点,分别写能量方程,设分支点水头为就 对二层H1S Q2Q 2H1H12S 1对三层H152 2 S Q 3Q 3H152 S 1写上述分支点,a 点的能量方程HH15S Q 2Q 32H1H5S Q2Q 3215S Q2Q 32上式代入Q 及Q ,就H1H5S 1H1H152 15S 1H1S 12 S 1S 1S 12 S 126 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 15H12H1H15H15353 H12H1H1522222H 1 H 1 5 352 3 H2 1 H 1 35 5 H 12 2 4 42 2H 1 H 1 5 2 354 5 H4 1 22 354 2 2 354 5 H4 1 5 H4 2 1 2 1 2 2H 1 5 H 1 35 350 H 1 25 H 1 322 27 H 1 10 H 1 35 0H 1 14 mQ 210 148 3.74 10 4 m 3sQ 3 H2 1S 1 52 10 9810 4.58 2.12 10 4 m 3sQ 1 Q 2 Q 36-2：某体育馆的圆柱形送风口,d 0 0.6 m ,风口距赛区为 60m ,要求竞赛区风速质3量平均风速不得超过 0.3 m,求送风口的送风量应不超过多少 m？s s解 s n 0.672 ra 0 0.6720.08 0.32.52 m60 2.52v 2 0.23v 0 aS 0.147d 00.3 0.23v 0 0.08 60 0.1470.6v 0 10.63 ms2 2 3Q v 0 d 0 10.63 0.6 3 m / s4 47 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 6-3：岗位送风所设风口向下,距地面4m；要求在工作区距地1.5m 高范畴造成直径为 1.5m 的射流 ,限定轴心速度为 2 m s.求喷嘴直径及风口流量；解 采纳圆形喷嘴 a 0.08D 6.8 aS 0.147 1.5 6.8 0.08 2.5 0.147d 0 d 0 d 0 d 0d 0 0.14 mS n 0.672 r 0 0.672 0.070.588 S 2.5,为主体段；a 0.08v m 0.48 2 0.48v 0 aS0.147 v 0 0.08 2.50.147d 0 0.14v 0 6.56 ms2 2 3Q v 0 d 0 6.56 0.14 0.101 m / s4 46-9：高出地面 5m 处设一孔口 d 0 0.1 m ,以 2m s 速度向房间水平送风,送风温度0 0t 0 10 C ,室内温度 et 27 C ；试求距出口 3m 处的 v 、2t 及弯曲轴心坐标；T 2 T 2 T e t 2 27 27 t 2 0.23 0.23 0.23解 T 1 T 0 T e 10 27 37 aSd 0 0.147 0.080.1 30.147 2.547t 2 23.7 Cy g T2 0 0.51 aS 30.35 S 2v T e d 09.8 273 102 273 270.51 0.08 3 30.35 3 22 273 27 0.14.28mv 2v 20.23v 20.23v 0aS d 00.14720.08 3 0.10.1470.181 ms8 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 9-12：有一收缩型喷嘴, 如图 9-2,已知 p1=140kPaabs, p2=100kPaabs, v 1=80m/s, T 1=293k,求 2-2 断面的速度 v 2；解： v 2 较高,可做等熵处理：2 2k p 1 v 1 k p 2 v 2k 1 1 2 k 1 2 22 2kRT 1 v 1 kRT 2 v 2k 1 2 k 1 22 23.5 R 293 803.5 RT 2 v 22 23p 1 RT 1 1 p 1 140*101.6649 kg m 31 RT 1 287*2931 1p 1k p 2k 2 p 2 k1 100 1.4 1.6649 1.309 kg m 31 2 p 1 1403p 2 100*10T 2 266 k2 R 1.309*2873 2 3 23.5* 140*10 803.5* 100*10 v 21.6649 2 1.309 2v 2 245.5 m s9-13：某一绝热气流的马赫数 M=0.8 ,并已知其滞止压力 p0=5*98100N/m 2,温度 t 0=20,试求滞止音速 c0、当地音速 c,气流速度 v 和气流肯定压强 p 各为多少？解： 1、c 0 kRT 1.4*287*293 343 m s1 12、cc 0 1 k2 1M 2 2 343c 1 0.42 *0.8 2 2 1.062c 323 m sv v3、M 0.8 v 258.4 m sc 323k 1.4p 01 k 1M 2 k 1 1 0.4*0.8 2 0.4 1.5244、p 2 2p p 0 5*98100 3.28*98100 N m 21.524 1.5249-15：空气在直径为 10.16cm 的管道中流淌,其质量流量是 1kg/s,滞止温度为 38,在管道某断面处的静压为 41360 N/m2,试求该断面处的马赫数、速度及滞止压强；9 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 解：kk1p 0kk1p2 v02p0RT 00kk1RT 0kk1pv2v22598.9253 m s2代入数据,得：1.42873111.4413600.40.42即312399.5144760v212又vA1141v123.42Av2 0.1016 v2346.2将 2 式代入 1 式,得312399.5144760vv2123.42即v22346.2v312399.50解得v2346.22346.224312399.522123.40.488kg m3253pRTTp41360295kR287*0.488ckRT1.4*287*295344m sMv2590.73c344p01k21M2k1kp10 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - p 010.2*0.7320.35p1.425p58955Pa10-1：弦长为 3m 的飞机机翼以 300km/h 的速度,在温度为 20,压强为 1atn的静止空气中飞行,用比例为 20 的模型在风洞中作试验,要求实现动力相像；a假如风洞中空气的温度、压强和飞行中的相同,风洞中空气的速度应当怎样？b假如在可变密度的风洞中作试验,温度仍为 20,而压强为 30atn,就速度应是怎样？c假如模型在水中试验,水温为 20,就速度应是怎样？解： a：由雷诺准就相等 v l n n v l m m,且模型与原型的温度压强相等,即 n m,可知n mv n l m 1 1所以：v m v n 20 300 20 6000 km hv m l n l 20此时马赫数 M>1 ,因此,动力相像不行能实现；bpRT p RT由于温度不变,所以 p n n 1p m m 30动力粘滞系数是温度的单值函数,即 不变nm30m n由雷诺准就相等可知：v nnlm3011.5-6m2/s,所以m,迎风v mmln20v m300200 km h1.5c：20空气和水的运动粘滞系数分别为15.7*10-6m2/s 和 1.007*10v nnlm15.710.78v mmln1.0072024 Nv m300384 km h0.7810-7：在风速为 8ms的条件下,在模型上测得建筑物模型背风面压强为11 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 面压强为40 N2 m；试估量在实际风速为10 ms的条件下,原型建筑背风面和迎风面的压强为多少？解背风口的风压为2 m37.5N2 mnv n 2因np np m2 m v mp nv n 2p m24 108v m 2迎风面的风压为pn 11004062.5N2 mH,堰前流速0v 和重力加速度g 的函6410-10：角度为的三角堰的溢流流量Q,是堰上水头数；分别以 aH、g； bH、v 为基本物理量写出Q 的无因次表达式；解QfH v 0,g Q21fHgv 0,1v H2 v 0 Qf1HggH52v 0Qf215Hgg H212 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 12 页
