流体力学练习题库—计算题.docx

计算题1、有一圆形滚门，长1米（垂直图面方向），直径D=4米，两侧有水，上游水深4米，下游水深2米，求作用在门上的总压力大小。2、设一平面流场，其速度表达式是：u - x + t, v = -y + t, vv =。，求t=0时，过（-1,-1）点的流线和迹线3、密度为夕的不可压缩流体以均匀速度u进入半径为R的水平圆直管，出口处速度分布为：比=即皿（1 J），R为管半径，进出口压力分别为Pi、P2o R求：1）最大流速4n1ax ；2）流过圆管的流量；3）管壁对流体的作用力。4，求（1）流动的速度分布；（2）在自由界面下具有与平均流速相同速度的流体层的深度。5、平面流动的流函数=冲+ 2%-3y + 10,求平面流动的势函数、速度分量。6、Q =<2/? = 0.283X L6xl。x = 2.26m3/s“ p % dpIxlQ-6 600/29为研究汽车的动力特性，在风洞中进行模型实验。汽车高hp=1.5m,行车速度vp=108 km/h,风洞风速vm=45n)/s,测得模型车的阻力Pm=L 4kN,试求模型车的高度hm及汽车受到 的阻力。解:选取雷诺准那么为”hm=hPXhm=hPX工XL.3600x45Pp _ Pm 2 2欧拉准那么欧拉准那么欧拉准那么PpPp PnyrnPm = Pp2 p V , y p _ p2Pm 02 j 2, 21 2vn hnh hn-P v P - "m PPrn PmPrn Pm2 X 7 2 - 7 2 X 7 2. .口 = .4 KN30为研究风对高层建筑物的影响，在风洞中进行模型实验，当风速为9m/s时，测得迎风面 压强为42 Pa,背风面压强为-20Pa,试求温度不变，风速增至12m/s时，迎风面和背风面 的压强。p U 2尸P _ P一 2解:选取欧拉准那么 Pm 匕p迎二42 x （号）372 =74.67N/2p 背=20x（"35.56N/7?31水管直径d=10cm,管中流速v=lm/s,水温为10,试判别流态。又流速等于多少时,流态将发生变化?解：查 P5 表 14 知 t=10, v=l. 31X10-6m2/s鲁岛1 : 7.6x104 >23。鲁岛1 : 7.6x104 >23。紊流Rer =/=2300 => u = 2300 x 上=2300 x= Q03m/sc vc d0.132有一矩形断面的小排水沟，水深15 cm,底宽20 cm,流速0.15 m/s,水温10,试判别 流态。R =-解： 力bhOL" = o.O6mb + 2h 0.2 + 2x0.15vRv 1.31X10-6=6870>575紊流33应用细管式粘度计测定油的粘滞系数。细管直径d = 8 mm,测量段长1 = 2 m,实测油的流量Q = 70 cm3/s,水银压差计读值h = 30 cm,油的密度夕=901 kg/m3o试求油的运动粘度17和动力粘度4。动粘度17和动力粘度4。4。4x70/。=7 = 139cm/ s铲兀d- x（0.8）-解：v 7h,= P'_P2 =。厂& 卜=13600一 9*3。"228m 901HI.I u2 64v I u1h A/ d 2g ud d 2g/64/d= 422.8 x1960x0.8264x200x139= 2.98xl0-5m2/sRe =l.39x 0.008 =< 2300校核流态 u 2.98xl(T层流，假设成立34油管直径75 mm,油的密度901kg/m3,运动粘滞系数0.9 cm2/s,在管轴位置安放连接水 银压差计的皮托管，水银面高差hp二20 mm,试求油的流量。此图有误Ah = 汞一"油 hp = 1360°-90 1 *0.02 = 0.282根解： 夕油 901u - '2gA/z = J19.6x0.282 = 2.35m/s设为层流v=u/2u 7id2 _ 2.35 »(0.0752lrX 4= 5.19/sRe = 2221 = 979校核 v 2v 2x0.9x10-4层流35输水管道中设有阀门，管道直径为50 nlm,通过流量为3. 34 1/s,水银压差计读值Ah=150 mm,沿程水头损失不计，试求阀门的局部阻力系数。解：_ 4Q _ 4 x 0.00334 nd1 tt(0.05)2=1.70/71/ shm = 12.6A/z = 12.6x0.15 = 1.89 m36用突然扩大使管道的平均流速由vl减到v2,假设直径dl及流速vl 一定，试求使测压管 液面差h成为最大的v2及d2是多少？并求最大h值。解4+旦+互=4三+且+庄宜Pg 2g pg 2g 2g- Z +P8J题5T4图业=.9+以=03 g g°2=2%、=含37图号不符6-27水管直径为50 mm, 1、2两断面相距15 m,高差3 m,通过流量Q = 6 1/s, 水银压差计读值为250 mm,试求管道的沿程阻力系数。解：八芈二号* = 3.06加s 血-（0.05 ）27 P U；pZ +- + , = Z? + - + /z4+a P8)- Pg)=hfPg 2gpg 2g .= 12.6/ip=12.6x0.25 = 3.15 加3 154 二一 9 二 0.02215 3.062x0.05 19.6 38水池中的水经弯管流入大气中，管道的直径d=100mm,水平段AB和倾斜段BC的长度 均为l=50m,高差hl=2叫h2=25m, BC段设有阀门，沿程阻力系数几=0. 035,管道入口及转 弯的局部水头损失不计。试求：为使AB段末段B处的真空高度不超过7%阀门的局部阻力 系数,最小应是多少？此时的流量是多少？解：取水池自由液面和B处断面列伯努利方程：4+且+且= z2+Pg 2g pg 2g因为：Z|-Z2=4 Pi=0 Pl =_7 pg % =0所以：?2=3. 088m/s取B处断面和C处断面列伯努利方程：Z, +"+ E = Z3+互+ 4 + Pg 2g pg 2g因为：2 - 3 - 2 % 二匕，3二0所以：h = 18m/./ , V2”4十叼施"答J= 18x2x9.8 O035x 亚= 19498v2 d （3.088）20.1Q-v此时Q-v此时7id2 3.088x71x（0.1 ）224.251/s39风速20 m/s的均匀气流，横向吹过高H=40 m,直径d = 0.6 m的烟囱，空气的密度P = 1.20 kg/m3,温度为20,求烟囱所受风力。解：查 P5 表 1一4, t=20, v=15. 7X10-6m2/sn U（）d 20x0.6 r 01NRe = = 7.64 x 105v 15.7x10-6查 P117 图 5-32,约为 0。二 °，D = Cf） A 0.4 x L20 X 20 x 40 x 0.6 2304N z 2240.薄壁孔口出流，直径d=2mn),水箱水位恒定H=2m,试求：(1)孔口流量Q； (2)此孔口外 接圆柱形管嘴的流量Qn； (3)管嘴收缩断面的真空。解:（2）（）Q=juA12gH = 0.62X .（0：2）J2g x2 = L22 m3/sQn =从函2gH =0.82x .（°：）J2gx2 =1.61 m3/s匹= 0.75” =0.75x2 = 1.5 mPg.水箱用隔板分为A、B两室，隔板上开一孔口，其直径dl=4cni,在B室底部装有圆柱形 外管嘴,其直径d2=3cm。H=3叫h3=0.5m,试求：(1) hl、h2； (2)流出水箱的流量Q。解:吟质/苧师Eq0.62 x=0.82 x 吗明2g(八九)得 hl=1.07mh2=H- hl=l. 43m Qi等JZgnOax"。：) j2gxl.07=3.57 1/s.游泳池长25m,宽10m,水深1. 5m,池底设有直径10cm的放水孔直通排水地沟，试求 放尽池水所需的时间。V = 25x10x1.5 = 375mQnax =/= 0.62x172 = 2.64 xl0-2m32V t = = 7.89hQmax.虹吸管将A池中的水输入B池，长度ll=3m, 12=5%直径d=75mm,两池水面高差 H=2m,最大超高h=1.8m,沿程阻力系数人二0.02,局部阻力系数：进口 Ca=0.5,转弯C b = 0.2,出口 Cc = l。试求流量及管道最大超高断面的真空度。解：列上下游水池的伯诺里方程H + 0 + 0 0 + 0 + 0 + /?+ C +金+4+ C +金+4+ C +金+48 0.075)u1V1+ 0.5 + 0.2 + 1 = 3.8312g2gV 3.83 V 3.83V 3.83 V 3.83V 3.83 V 3.83=3.20 m/sQ = uA = 3.20 x万 x(0.075)24= 14.131/s列上游水池和最大超高处的伯诺里方程2(、2H+ + Q = h + + + h.h. =| 2 + C+<J = 1.5 + 2.5x c1111i j a j。cPg Pg ?gId)2g旦二 = /z +匕(1 + 1.5) = 1.8 + 2.5x1 = 3.1101Pg pg 2g'19.6.水从密闭容器A,沿直径d=25mni,长1 =10m的管道流入容器B,容器A水面的相对 压强pl=2at,水面高H2=5m,沿程阻力系数入=0. 025,局部阻力系数：阀门 Ca=4.0,弯头Cb = 0.3,试求流量。H. + 0=o+0 + 0 + %解：一= A- + C+<v + 3 + <J= | 0.025x-t5-+0.5 + 4+3x0.3 + li= 16.4I /u 出 12g I 0.025J 2g 2g2x9800098002x9800098002x980009800= 5 + 16.4 2g=>u =119.6x16V 16.4= 4.373 m/sQ = uA = 2.15 1/s41 .如下图，有一盛水的开口容器以3. 6m/s2的加速度沿与水平成30° 夹角的倾斜平面向上运动，试求容器中水面的倾角，并分析P与水深的关系。题二-2图42 .有一 30x25的文德利管，接入铅垂的输油管上，油的流动方向朝上。喉部与进口截面间的高度差为30cm,图中U形管读数为25cm水银柱，试求油的流量以2及进口与喉部两截面之间的压力差。Qpg=8825N/nr） 47,不可压缩平面流动的流函数为孙+ 2%-3丁 + 10,试判断是否存在势函数，如果存在, 求其势函数。48 .如题26图所示，用真空计B测得封闭水箱液面上的真空度为0.98kPa,假设敞口油箱的液 面低于水箱液面的高度H=l.5m,油柱高hl=5.6m,水银柱高h2=0.2m,求油的密度。八Hhi：h2八Hhi：h2八Hhi：h2.某矩形断面渠道，粗糙系数n=0.025,通过流量Q=5.0m3 / s,底宽b=4m,水深h=2m,问 此渠道底坡应为多少?28.有一普通完全井，其半径r0=0.36m,含水层厚度H=7m,岩土渗透系数k=0. 0016m/s,井 中水深h=4m,试计算井的出水量。（影响半径ROOOsa）50、计算题（本大题共3小题，每题10分，共30分）51 .如题29图所示，在蓄水容器垂直壁的下面有一 1/4圆柱面的部件AB,该部件的长度 1=1. 0m,半径R=0.4m,水深h=L 2m,试求作用在部件AB上的静水总压力，要求绘制水平分 力的压强分布图和铅垂分力的压力体图。.如题30图所示的分岔管水流射入大气，干管及分岔管的轴线处于同一水平面上。=30° , v2=v3=12m / s, dl=200mm, d2=d3=100mm,不计水头损失，求水流对分岔管的作用力。52 .如题31图所示为离心式水泵抽水装置。流量Q=20 1/s,几何给水高度Hg=18m。吸 水管长度H, =8m,管径dl=150mm；压水管长度12=20m,管径d2=100mm。沿程摩阻系数 =0. 042, 局部水头损失系数为：进口4。=5.0,弯头Jb=0.17。水泵的安装高度Hs=5.45m,水泵进口 的允许真空度hv=7n）n20。试校核水泵进口的真空度hv； 试求水泵的扬程H。%V v.如下图开口盛水容器，容器壁上设有半径R=0.4m的半球盖AB.球形盖中心点的 水深h=l.6ni,不计半球盖自重，试求半球盖连接螺栓所受的总拉力和总切力。（球体体积公-71/?3式为3）.如下图，管道内水流经水平对称分岔管道流入大气。流量QR.2m3/s,干管直径 dl=300mm,支管直径d2=d3=100mm,分岔角6 = 30。，不计水头损失，试求水流对分岔管的 作用力。2儿.如下图溢流坝泄流模型剖面。溢流坝最大下泄流量为Qp=850m3/s,假设采用长度 比尺入1=50的模型进行实验，试求模型的最大泄流量Qm.如测得模型坝脚处收缩断面流速 vm=2. 65m/s,模型的堰上水头Hm=10. 8cm,试求原型相应的流速vp和堰上水头Hp.57 .如下图，一铅直矩形阀门，己知闸门上缘距液面hklm,闸门高h2=2m,宽b=2. 5m,求闸门上的静水总压力解：取坐标系y方向向下，那么dF = pgyb - dy所以积分得八回她火= 58.如下图，一铅直矩形闸门两测均受到静水压力的作用，hl=4.5ni, h2 = 2.5ni,闸门宽度1m,求作用在闸门上的静水总压力大小及作用点。（10分）解：作用在闸门上的总压力为两测水压力之差，即:P = A1A - 九2A2 =68670N作用点离底部距离L为:L - 1.8/n259.己知平面流动的速度分布为"二工+2x-4y, , = -2个一2),试确定流动是否满足连续性方程？是否有旋?包 + 包= 2x + 2-2x-2 =。解：及8所以流动符合连续性方程1 (dv 0"11 / Cc 八=(2y 4) = y - 2 w 05y) 2V 7所以流动是有旋的60.相对密度0. 9的原油，沿内径300mm、壁厚10mm的钢管输送。输量204t/h,钢管弹性模 量为2.06X1011Pa,原油弹性系数为3.32X109Pa,试计算原油中的水击波速和最大水击压答案:60.相对密度0. 9的原油，沿内径300mm、壁厚10mm的钢管输送。输量204t/h,钢管弹性模 量为2.06X1011Pa,原油弹性系数为3.32X109Pa,试计算原油中的水击波速和最大水击压答案:答案:运算得到结果c = 1577机/s求解油的流速=0.063/t?/§=0.063/t?/§4。_ 3=0.892m/5如下图， H=40m, h = 150m, h= 100m,13=120m, U=800m, d 1 = 100mm, ch = 120mm, d3=90mm, d4= 150mm,入=0.025,求管路系统的水流量Q及Q2、Qso （15分）7、矩形闸门AB可绕其顶端的A轴旋转，由固定在闸门上的一个重物来保持闸门的关闭。 闸门宽120cm,长90cm,整个闸门和重物共重1000kg,重心在G点处，G点与A点 的水平距离为30cm,闸门与水平面的夹角9 = 60°,求水深为多少时闸门刚好翻开？（ 10分）8、流场中速度的三个分量分别为：u = ax+t, v = -ay-t, vv = 0, 为常数，求流线和迹线。（15分） 9、充分开展的粘性流体层流，沿平板下流时，厚度b为常数，且2=0,重力加速度为g,dx求其流速分布关系式。（15分）求解水击压力p = pcv = 900 x 1577 x 0.892运算得至U结果 P = 1.266x1()6 尸。=1266MPa61 .某一管路的管径为0. 02m,假设温度为15的水通过此管时，平均流速为lm/s,问流动状态 是层流还是紊流？(水的粘度为0. 0114X10-4m2/s)解：Re=ud/v=0. 02*1/(0. 0114*10e-4)=17500>2000 为紊流.(1)平面流动的流速为 = /+2x 4y, u = _2xy 2y,问：流动是否连续;(2)平面流动的流速为R二？/一2移362 .(1)平面流动的流速为 = /+2x 4y, u = _2xy 2y,问：流动是否连续;(2)平面流动的流速为R二？/一2移3(2)平面流动的流速为R二？/一2移3(2)平面流动的流速为R二？/一2移3问：流动是否连续。du dv八 /八 八、八1- 2x + 2 + (2x - 2) 0解:小刃连续+ = 6xy2 - 6xy2 = 0及力连续.下列图所示是一种酒精和水银的双液测压计，当细管上端接通大气时，酒精液面高度读数 为0,当酒精液面下降=3°优小时，求细管上端的相对压强。己知D5mm, D2=20mm, D3=50mm,酒精密度为800kg/n)3,水银密度为13. 6kg/L。D1D2D3解：当细管酒精液面下降=302时，因为移动的液体体积相等£)2/ 5 丫22 八为=八。 = 30x =L875mm中间酒精下降的高度幽.02 =A%,D ,因此一 D2 v20J同理可以得到八勿,（/）； _。；）=八为,D；52小=30 x = 0.357 mm因此502 2（）2所以相对压力为 P = P2gM + A/22）+ Qg（M= 518Pa.今欲以长/ = 800m ,内径d = 50mm的水平光滑管道输油，问输油流量欲达135L/min ,用以输油的油泵扬程为多大（设油的密度Q= 920kg/nr ,粘度 =0.056Pa s）V = -d2解：平均流速 4V = -d2解：平均流速 4V = -d2解：平均流速 4135x1°“146nzji 9/ s60x-x0.0524Re =流动雷诺数Re =流动雷诺数Re =流动雷诺数Vd夕 _l,146x0.05x9200.056= 941< 2 300为层流沿程水头损失I V2 hf=A- d 2g64 I V2 64 800 1.1462xx Re dig _941 0.05 2x9.81=72.84m因此输油油泵的扬程为"m =4 = 72.84m（油柱）.如下图，将一平板垂直探入水的自由射流中，设平板截去射流的局部流量Ql = 0.012m3/s,并引起射流的剩余局部偏转一角度。射流速度为30m/s,总流量Q0 = 0. 036m3/s,不计重量及水头损失。求射流加于平板上的力？.有泵管路如下图，流量0 = 240加3泵的吸入管长乙二15机，沿程阻力系数 4 =003 ,总局部阻力系数为"=6；压力管长2碗，4=0.03,。2=10,管径为0.25加。求：（1）泵入口处真空表读数66袖72°,求吸入高度4。（2）两个液面高差为二24机，求泵的扬程”。.水平直管半径为R,不可压缩流体作层流流动，其半径一处点流速为，并等于管内平均r -a流速V。 求证： 264 .如下图一贮水容器。器壁上有两个半球形盖，设d = h = 2m, H = 2.5mo试分别求出作用在两个球盖上的液体总压力。.如图水泵进水系统，h=3m,管径d=0. 25m, 1、V2nhw =8.5- = 4.08mH2O2断面间的总水头损失2g ,断面2处的真空度为Y,求流量。65 .有一水平放置的90°渐缩弯管，管内径dl=15cm, d2=7. 5cm,入口处平均流速vl=2. 5m/s, 外表强，假设不计阻力损失，求水流对弯管的作用力，水的密度P= 1000kg/.用虹吸管输水，如下图，：水位差H = 2m,管顶高出上游水位h=lm,虹吸管内径 d=200mm,管长为LAB = 3m, LBO5叫LCD=4叫管路沿程损失系数人=0. 026,局部损失系数有: 管路进口滤网（带底阀）一个，C滤网= 12, B, C两处90。圆弯两个，每个C弯头= 0.5, 管路出口 C出口 = 1.0,水的密度P =1000kg/ o试求：（1）虹吸管的流量qv。（2）虹吸管中压强最低点的位置及其真空值。66 .如下图，一封闭容器内盛有油和水，油层厚hl=40cnb油的密度Po=850 kg/m3,盛 有水银的U形测压管的液面距水面的深度h2=60 cm,水银柱的高度低于油面h二50 cm,水银 的密度Phg=13600 kg/m3,试求油面上的计示压强解： P2e=Pe+P0g% + P.gfh=Phgg（% +h2-h）e- Pe = 0 gg（% +h2-h）-pogh, - pwgh2=13600 x 9.8 x （0.4 + 0.6 - 0.5） 850 x 9.8 x 0.4=57428（ P。）.额定流量qm=35. 69 kg/s的过热蒸汽，压强pe=981 N/cm m3/kg,经内径为227mni的主蒸汽管道铅垂向下，再经90。弯管转向水平方向流动。如不计 能量损失，试求蒸汽作用给弯管的水平力。解：由连续方程：得：= PVA_7 qm qmv1/ pA 出工ttxO.2272=27.0470/s）选弯管所围成的体积为控制体，对控制体列x方向动量方程：PQvfylx 一 Xx)= Fpm、+ Fpm + pnbx = P2e2 + pnbxFpnbx = Qm (% - K x ) + 莅 4yr X 0 7772=35.69 X (27.047-0) + 981xl04x -= 3.98xlO5(7V)75.小球在不可压缩粘性流体中运动的阻力FD与小球的直径D、等速运动的速度V、流体的 密度P、动力粘度u有关，试导出阻力的表达式。(dimF =MLT-2, dim u =ML-1T-1 )。(15 分)解：设FD=f (D, v, P, u)选D、v、P为基本变量Fd =巧，”仇4 =44,2俨。2 上述方程的量纲方程为：MLT1 = 优厂 1 丫 U MUXT-X =(ML)%(LL y乃2由量纲一致性原那么，可求得：al=la2=lbl=2b2=lcl=2c2=lF (、n梃向*小氤76.连续管系中的90°渐缩弯管放在水平面上，管径dl=15 cm, d2=7.5 cm,入口处水平均 流速vl=2.5m/s,静压ple=6. 86X104 Pa (计示压强)。如不计能量损失，试求支撑弯管在 其位置所需的水平力。解：由连续方程：VlA = V2 A2V2 =V2 =V2 =% A d；15 9%=(右)2x2.5 = 10(m/s)由能量方程:Pie I V； = P2e 1 WPg 2g pg 2gP2e ="+/i)= 6.86x104 + 等(2.52 "=21725( Pq)X方向动量方程：河必-匕0 =a-P2/2=2 x(10-0) +21725x-x0.075244=537.76(N)Y方向动量方程：私(%y -%) = ( -PleAFy 二掰/%)，- )+PkA2 x(0 + 2.5)+ 6.86xl04 x-x0.152 44= 1322.71(N)合力为：F =+ f： = V537.762 +1322.712 = 1427.85(N)77.新设计的汽车高1.5m,最大行驶速度为108km/h,拟在风洞中进行模型试验。风洞 试验段的最大风速为45m/s,试求模型的高度。在该风速下测得模型的风阻力为1500N,试 求原型在最大行驶速度时的风阻。解:45108/3.6= 1.5根据粘性力相似准%1Re? = RekR = 1“1 1%/V / k,1.5hph% = = 1(机) JL J小乐呼MOOCN）77.油的密度P =850 kg/m3,粘度u =0. 06 Pa. s,在图示连接两容器的光滑管中流动， H=3 mo当计及沿程和局部损失时，求：（1）管内的流量为多少？ （2）在管路中安一 阀门，当调整阀门使得管内流量减小到原来的一半时，问阀门的局部损失系数等于多少？（水 力光滑流动时，0. 3164/Re0.25）o解：（1）对两容器的液面列伯努利方程，得：H =鼠=%+£ hj.I V2 1-2=AF 1.5 d 2g,2g,40 v vnn 3 = 2F 1.5 /I 即：0.3 2g 2g设入二0. 03,代入上式，得v=3. 27 m/s,那么Re =皿=85° =13897 .57H/7H/7H/d=30cm0.31640.3164Re0-2513897025= 0.0291l=40mA - /I,20.030.02916S=3%2%0.060.06牙=0.31640.3164Re02514O5O.5025= 0.0291 = 27id2% 一v = x0.32 x3.306 = 0.234 (m3/5)(2),1么，= 0.117(/s)%，0.117 x47id2 3.14 x0.32= 1.655(加/s)(m/s)(m/s)(m/s)故，令人=入'=0.0291,代入（1）得：v=3. 306 pvd 850 x 3.306 x 0.31 ”八 _Re = - = 14050 .5Re =皿=850x L655x(.3 = 7Q33 J50.06人等二岛*。皿5H = K =%+£%2=(4+ 1.5 +短)Fd2g401 65523 = (0.0345 - + 1.5 +0.3 v 2x9.8求得:求得:短=53778.:78.:一闸门如图，hl = 2m, h2 =3m, h3 =5m,闸门宽 B = 2m, y 1 =9806 N/m3, y2=12000 N/m3, 丫 3 =46000 N/m3。求作用在AB板上的合力，以及作用在B点的合力矩。hF = pxghcXAx =% j5 = 9806xlx2x2 = 39224(N)解：2g'=夕的42 =9806 x2x3x2 = 117672 (N)一FJ= p2ghe2A2 =12000 X 1.5X3x2 = 108000 (N)hiF3 = p3ghc3A3 = 46000 x 2.5 x (2 + 3) x 2 = 1150000(N)F=F3-Fi-F2 = 1150000-39224-108000= 885104(N)Mb =xy-i x(2+y)-，xy-"xy5233=1150000x - - 39224x (3 + ) 117672x - 108000x - = 1488324.2(N.m)332379.图示为水自压力容器定常出流，压力表读数为lOatm, H=3. 5m,管嘴直径Dl=0. 06m, D2=0. 12m,试求管嘴上螺钉群共受多少拉力？计算时管嘴内液体本身重量不计，忽略一切损 失。解：对容器液面和管嘴出口截面列伯努利方程:2+ H=日Pg 2gJ* 2gH=J+ 2x9.8x 3.51000= 45.77(mls)(0.06 Vx 45.77 = 11.44(/s)选管嘴外表和管嘴进出口断面所围成的体积为控制体，列动量方程:=西心-） = P2A + Fxa=.（匕-）-&4对管嘴的进出口断面列伯努利方程，得2g pg 2gP2e = 981986 .11 (Pa)Fv =1000x45.77xx0.062 x(45.77-11.44)-981986.77xx0.122=6663.6(N)F = -F = 6663 .6(N)80.如图示，水流经弯管流入大气，dl=100mm, d2=75mm, v2=23m/s,不计水头损失,求弯管上所受的力。解：由连续方程： 匕得：d? 752V, =% =?>< 23 = 12.94（加 s）1 Y 1002对弯管的进、出口截面列伯努利方程:区+Z1+匚恐+Z2+KPg 2g pg - 2g22p _32 夕匕 Ab = 2 2g22p _32 夕匕 Ab = 2 2g其中，P2 b=0, zl = z 2,代入得:纳2(232 12.942)= 1.808 x 1()5(为)选弯管所围成的体积为控制体，对控制体列动量方程:PQ2y-y)=FPnXy+ Fp2x + /血=% A + Fpnbx+ p + p - ppnly pnby pnby1000X23X(X0.075262 cos30。- v,) = 1.808x 105 x0.12 + Fpnbx1000x23x-x0.0752(v2 sin30。 0)= Fpnhx求得：Fpnbx =-彳 10. 6 (N)Z. Fx= - Fpnbx= 710.6 (N)Fpnby= 1168. 5 (N)Fy=-Fpnby=-1168. 5 (N)F =正 + F； = 1367.6(N)81有一条输油管道，直径d=0.4m,设计流量qv-O. 18m3/s,石油在冬季时的运动粘度 匕=6x10"租2/s,夏季时， =4xl(TW/s,求冬季和夏季管内石油流动的雷诺数，并判别流态。解：由题意可求出:二 4。7i d24x0.18= 1.433根据雷诺数的定义有:Re*，433 岂.4冬季： v 6x10955流态：层流夏季:Re = &"?4v4x10-4= 1433流态：湍流82.利用管流的参数确定管道直径的精确值。油在管道内作均匀流动，油的运动粘度1/= 3.5><10"m2/5,流量为qv=i. 5X10-5m3/s,在长度>1. 2m的管段上测得管流的沿程损失hf=0.95m,试求管道的直径d。解：根据题意可得：h = A- / dig由于:u3黑A 7id10、如下图，水从水头为hi的大容器经过小孔流出射向一块无重量的大平板，该平板盖 住了另一个大容器的一个水位为h2的小孔。设两小孔的面积相同。如果射流对平板的冲击 力恰好与它受到的静水压力相等，求力2。（15分）平方成正比。（10分）平方成正比。（10分）平方成正比。（10分）h?求势去数,并证明流速与距坐标原点的距离的12、一条油管线长100公里，管径250毫米，A=0.15毫米，输量150吨/小时，密度850千克/立方米，Z = 50根，Z2=100m ,终点压力P2=0.2Mpa,原油粘度 =50mPa *so 求：1）泵提供的杨程。2）假设泵提供的杨程不变，后50公里并联一条长50公里，管径相同的管线，求管线的 输量。13、如下图，一铅直矩形闸门两测均受到静水压力的作用， = 8m, h2=4m,闸门 宽度2m,求作用在闸门上的静水总压力大小及作用点。hih2Re udRe = v_64v I u2 _2SvlQ 将以上三式代入式中，整理得：ud d 2g兀d g因此可解得：d=7. 245mmdu83.根据牛顿内摩擦定理dy ,推导动力粘度u、运动粘度v的量纲和单位。-产dT解：由题意可得：du,那么动力粘度口的因此表达式可写为：=0曳斗 M匚 T? 1F=MUXT-XLduLLT1 单位为：kg/(m- s),BP Pa-sV=根据运动粘度定义： P ,其因此表达式可写为:1 =乙2厂，单位为:m2/s84.矩形薄壁堰，由实验观察得知，矩形堰的过堰流量qv,与堰上水头II、堰宽b、重力加 速度g等有关。试用瑞利量纲分析法确定堰流流量公式的结构形式。解：由题意可假设如下函数关系式：qv=f(H")设qv与其他各量成嘉乘积的关系，如下式:qv=kHxbygz其中k为量纲一的系数用基本量纲M、L、T表达各物理量，那么有量纲方程:由量纲的一致性可知等号两边各量的指数相等，即:L3 = x+ y + zT:-l = -2z以y作为待定指数，分别求出x, z,即:5 x =y21z =2因此：5_l_qv = kHbyg3将等号右边的变量组合得："匕丫 1%=雨2 g2可证b/H为量纲一的量，因此有：5 J_%=O）（Re）叫万85.水流通过变截面变管（如下图）。管轴线在同一水平面上，弯管直径 dl=250mm, d2=200mm,转弯角a =600,通过的流量qv=120L/s,断面11形心处的相对压强为 200kPa,不计水头损失，试求固定此弯管所需的力Fx, Fy。解：如下图建立坐标据伯努利方程可得：2Pg 2gPg 2gPg 2g= Z2+” + 2 + 4乙rPg 2gzl=z2=0, a 1= a 2=1, hw=022P U _ Pl ( U21=1Pg 2g pg 2g22J . U M2、幺=(+LL)2gpg 2g 2gF、= px A =200x103x(x(250x10-3)2 =9812.5(n)分解可得 Flx=9812.5(N),Fly=0(N)F2 = p2x4 =196xl03xx(200xl0-3)2 =6154.4(N)分解可得 F2 =F2cos6>=3077. 2(N), F2v=F2sin<9=5329. 4(N) N AZ) 乙Q120x10-3u=2.446(77: / s)A x(250xl0-3)2分解可得 u. = 2.446(m / s), u. = 0(m / s)Q120x10-3% =