流体力学习题课堂资料.ppt
工程流体力学工程流体力学1 11习题课工程流体力学习题课工程流体力学工程流体力学2 22习题课形心有关计算若液面上表压强不为0时，即p0pa，可将表压换算成液柱高加到原来的液面上，以一个表压为0的假想液面来计算总压力大小、方向、作用点。1。图示，矩形墙AB的形心淹没深度Yc=_ A,5m C,2.5m B,10m D,7.5m 答案：B 工程流体力学工程流体力学3 33习题课2.图示矩形AB墙形心Yc=?工程流体力学工程流体力学4 44习题课3.闸门宽1.2m，铰在A点，压力表G的读数为14700Pa，在右侧箱中装有油，其重度08.33KN/m3，问在B点加多大的水平力才能使闸门AB平衡？解：把p0折算成水柱高：相当于液面下移1.5m，如图示虚构液面则左侧：压力中心距A点：3.1121.11m右侧：工程流体力学工程流体力学5 55习题课设在B点加水平力F使闸门AB平衡，对A点取矩 MA0即工程流体力学工程流体力学6 66习题课1.不可压缩液体连续性微分方程 只适用于恒定流（）2.过流断面垂直于速度方向，因此，其就是垂直于速度方向的垂直平面。（）3.如果流体的密度即不随空间变化，也不随时间变化，即控制体体积不变，则该流体为不可压缩流体，。（）4.对于理想流体，同一流线上的流体质点，它们的能量相等。（）5.当质量力可以忽略不计，过流断面接近平面时，过流断面上的静压强按静止液体中的静压强的规律分布。（）6.自由射流的流束上的流体压强处处为大气压。（）7.测压管水头线若低于管轴心，则该处水流一定处于真空状态。工程流体力学工程流体力学7 77习题课1.实际流体在等直管道中流动，在过流断面1，2上有A，B，C点，则下面关系式成立的是：ABCDB工程流体力学工程流体力学8 88习题课2.如图所示管路系统中流体作实际运动，恒定。圆管等直径，则下述判断正确的是：A.该管路系统上点3和5的测压管水头相等；B.该管路系统上点3的测压管水头与点4的测压管水头相等；C.该管路系统上点1的动水压强p1=g水h1；D.该管路系统上点1和8 的动水压强p1=p8=pa。工程流体力学工程流体力学9 99习题课3.一等直径水管，A-A为过流断面，B-B为水平面，1,2,3,4为面上各点，各点的运动物理量有以下关系：ACDB工程流体力学工程流体力学101010习题课4.在应用恒定总流的能量方程，可选用图中的那几个断面，作为计算过水断面。A.1，2，3，4，5；B.1，3，5；C.2，4；D.2，3，4。工程流体力学工程流体力学111111习题课5.水流一定方向应该是（）A、从高处向低处流；B、从压强大处向压强小处流；C、从流速大的地方向流速小的地方流；D、从单位重量流体机械能高的地方向低的地方流。工程流体力学工程流体力学121212习题课6.理想流体流经管道突然放大断面时，其测压管水头线（）A、只可能上升；B、只可能下降；C、只可能水平；D、以上三种情况均有可能。工程流体力学工程流体力学131313习题课7.重力场中理想不可压缩恒定流动中同一条流线上两点A、B，A点的流速大于B点的流速，则A、A点的测压管水头B点的测压管水头；B、A点的测压管水头B点的压强水头；D、A点的压强水头B点的压强水头工程流体力学工程流体力学141414习题课8.动量方程式中流速和作用力：A、流速有方向，作用力没有方向。B、流速没有方向，作用力有方向。C、都没有方向。D、都有方向工程流体力学工程流体力学151515习题课9.动能修正系数是反映过流断面上实际流速分布不均匀性的系数，流速分布_，系数值_，当流速分布_时，则动能修正系数的值接近于_.A、越不均匀；越小；均匀；1。B、越均匀；越小；均匀；1。C、越不均匀；越小；均匀；零D、越均匀；越小；均匀；零工程流体力学工程流体力学161616习题课已知：求：t0 时，A（1，1）点流线的方程。解：积分：ln(x+t)=-ln(-y+t)+C (x+t)(-y+t)=C当t0时，x1，y1，代入上式得：C1所以，过A（1，1）点流线的方程为：xy1工程流体力学工程流体力学171717习题课伯努利方程式的应用实例伯努利方程式的应用实例例例2 21:1:一般水力计算问题一般水力计算问题 有一有一喷喷水装置如水装置如图图示。已知示。已知h10.3m，h21.0m，h32.5m，求求喷喷水出口流速，及水流水出口流速，及水流喷喷射高度射高度h（不（不计计水水头损头损失）。失）。解：解：以33断面为基准面，列11、33两断面的能量方程：以22断面为基准面，列22、44两断面的能量方程：所以喷口速度V4:水流喷射高度h 工程流体力学工程流体力学181818习题课例例2 22:2:节流式流量计节流式流量计知：知：U U形水银压差计连接于直角弯管，形水银压差计连接于直角弯管，d d1 1300mm300mm，d d2 2100mm100mm，管中，管中流量流量Q Q100L/s.100L/s.问：压差计读数问：压差计读数hh等于多少？（不计水头损失）等于多少？（不计水头损失）解：以00断面为基准面，列11、22两断面的能量方程：又由连续性方程：由连通器方程得压强关系：则：所以：工程流体力学工程流体力学191919习题课例例2-3:2-3:毕托管原理毕托管原理水从立管下端泄出，立管直径为d d50mm50mm，射流冲击一水平放置的半径R R150mm150mm的圆盘，若水层离开盘边的厚度1mm1mm。求：流量流量Q Q及汞比压计的读数hh。水头损失不计。分析：11：p1（0），V1（？），z1（）22：p2（0），V2（？），z2（）33：p3（？），V3（0），z3（）（驻点）每点都有一个未知数，可对任何两点列方程。3列11、3点的能量方程：据连续性方程：解：以圆盘为基准面，列11、22两断面的能量方程：代入式：V28.74m/s,V1=4.196m/sV1代入式：所以：工程流体力学工程流体力学202020习题课例24:流动吸力 图示为一抽水装置，利用喷射水流在吼道断面上造成的负压，可将M容器中的积水抽出。已知：H、b、h（不计损失），求：吼道有效断面面积A1与喷嘴出口断面面积A2之间应满足什么样的条件能使抽水装置开始工作？解：以11为基准面，列00、11断面的能量方程：以00为基准面，列11、22断面的能量方程：要使抽水机工作：则：又因为：所以：工程流体力学工程流体力学212121习题课1、测定水泵扬程的装置如图所示。已知水泵吸水管直径d1=200mm，压水管直径d2=150mm，测得流量Q=0.06m3/s，水泵进口真空表读数为4mH2O，水泵出口压力表读数为2at（工程大气压），水管与两表连接的测压孔位置之间的高差h=0.5m。试求此时的水泵扬程H。若同时测得水泵的轴功率N=25hp（马力），试求水泵的效率。工程流体力学工程流体力学222222习题课解：选取与真空表连接处的圆管断面1-1、与压力表连接处的圆管断面2-2为过流断面，以通过断面1-1的水平面为基准面，对断面1-1、2-2写总流伯努利方程，得：因为断面1-1、2-2位于水泵进、出口处，它们之间的能量损失，只是流经水泵内的损失，已考虑在水泵效率之内，所以hw1-2=0；另外，根据已给条件，知 z2z1=h=0.5m于是 N泵=QH=9.81036010-324.9=14.641Kw已知 N轴=25hp=735W25=18.375kW=18.375kNm/s =9.8kN/m3将已知值代入得工程流体力学工程流体力学232323习题课 已知：Q0.001m3/s，D0.01m，hj吸1m，hj排25m。求：Em？pB？N泵？解：以1-1为基准面，取11、22断面列伯努利方程：由于1-1，2-2均为大气液面：取11、B-B断面列伯努利方程：B由连续性方程：所以：工程流体力学工程流体力学242424习题课 已知：一个水平放置的90弯管输送水,d1150mm，d275mm,p12.06105Pa，Q0.02m3/s.求：水流对弯管的作用力大小和方向（不计水头损失）分析：11：p1（），V1（可求），z1（）22：p2（？），V2（可求），z2（）解：取0-0为基准面，图示1-1,2-2 过流断面间液体为控制体：1122取1-1、2-2两断面列伯努利方程：00所以，对选取的控制体列动量方程：x方向：y方向：所以，所以，水流对弯管壁的作用力为R的反作用力R，大小相等，方向相反.工程流体力学工程流体力学252525习题课图为一滚水坝，上游水位因坝的阻挡而抬高，测得断面1-1的水深为1.5m，下游断面2-2水深为0.6m。略去水头损失，求水流对1m坝宽（垂直纸面方向）的水平作用力F。解在坝前一段距离处，取渐变流断面1-1；在坝下游水流较平直处，取断面2-2。以坝基底部为基准面0-0，设1=2=1，写出总流能量方程：利用连续方程取宽度为1m，得得1m坝宽的单宽流量作用在断面1-1上的水压力工程流体力学工程流体力学262626习题课作用在断面2-2上的水压力坝对水流作用力的合力为R，取断面1-1和2-2之间的水流为隔离体（图b),写出总流动量方程得则水流对1m坝宽的作用力方向与R相反。工程流体力学工程流体力学272727习题课P734-7解：利用连续性方程及质量流量的定义可直接解出。工程流体力学工程流体力学282828习题课414解：12断面间列方程：工程流体力学工程流体力学292929习题课4-16解析解：12断面间列方程：12工程流体力学工程流体力学303030习题课4-18解析13解：13断面间列方程：21M断面间列方程工程流体力学工程流体力学313131习题课4-22解析解：12断面间列方程：12工程流体力学工程流体力学323232习题课4-26解析：求作用力用动量方程取图示控制体支撑板所需的力与液体对支撑板的力是一对作用力和反作用力。故F=625N工程流体力学工程流体力学333333习题课P93:5-2解：工程流体力学工程流体力学343434习题课5-3工程流体力学工程流体力学353535习题课5-8工程流体力学工程流体力学363636习题课5-15涉及量纲多余3个，用泊金汉定理：选取堰顶水头、液体的密度、重力加速度为基本量。根据题意可得流量的物理方程为，所以根据定理，用基本量表示的零量纲量为:工程流体力学工程流体力学373737工程流体力学工程流体力学383838工程流体力学工程流体力学3939396-171212v工程流体力学工程流体力学4040406-20工程流体力学工程流体力学4141416-26工程流体力学工程流体力学4242426-38
