2022年李玉柱流体力学课后题标准答案第四章.docx
《2022年李玉柱流体力学课后题标准答案第四章.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《2022年李玉柱流体力学课后题标准答案第四章.docx(17页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、精品学习资源第四章 流体动力学基础欢迎下载精品学习资源4-1 设固定平行平板间液体的断面流速分布为uB / 21/ 7y, y0欢迎下载精品学习资源总流的动能修正系数为何值 .1umaxB / 2欢迎下载精品学习资源解: v122udBAAAB 0B 2y B27udyu7maxmax8欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源dAA由于1.03uuuv 所以欢迎下载精品学习资源Av欢迎下载精品学习资源1.03uvd AAvA1.0328BBB2717B 2y B21 dy1.05欢迎下载精品学习资源4-2 如图示一股水流自狭长的缝中水平射出,其厚度00.03m ,平均流速V08m/s,假设此射
2、流受重力作用而向下弯曲, 但其水平分速保持不变; 试求 1 在倾斜角45o 处的平均流速 V;2该处的水股厚度;解:(1)由题意可知:在 45 度水流处,其水平分速度仍为 8m/s,由勾股定理欢迎下载精品学习资源可得: V=8=11.31m/ssin 45欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源( 2)水股厚度由流量守恒可得:0V 0 D 0VD ,由于缝狭长,所以两处厚欢迎下载精品学习资源度近似相等,所以0V00.03 80.021m;V11.3114-3 如下列图管路, 出口接一收缩管嘴, 水流射人大气的速度 V2=20m/s,管径 d10.1m,管嘴出口直径 d2 0.05m,压力表断面
3、至出口断面高差 H 5m,两欢迎下载精品学习资源断面间的水头缺失为0.5V 2/ 2g ;试求此时压力表的读数;欢迎下载精品学习资源解:取压力表处截面为截面1-1,收缩管嘴处截面为截面2-2,挑选两截面包围的空间为掌握体,由实际流体的恒定总流能量方程得:V 2pV 2p11z22zh ,欢迎下载精品学习资源2 gg12w2 gg欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源由连续性方程A1V1A2V2 可得 1-1 断面流速 V15 m s,欢迎下载精品学习资源由 上 述 两 个 方 程 可 得 压 力 表 的 读 数 ( 相 对 压 强 ):V 2V 2欢迎下载精品学习资源pp21zzhg,欢迎下
4、载精品学习资源2g1221w上式运算结果为: 2.48at;所以,压力表的读数为 2.48at;4-4 水轮机的圆锥形尾水管如图示;已知A A 断面的直径 dA=0.6m,流速2VA6ms,BB 断面的直径 dB0.9m,由 A 到 B 水头缺失 hw0.15VA / 2 g ;求1当 z 5m 时 AA 断面处的真空度; 2当 AA 断面处的答应真空度为5m欢迎下载精品学习资源水柱高度时, AA 断面的最高位置zA ,max ;欢迎下载精品学习资源解:(1)取 A-A 和 B-B 包围的空间为掌握体,对其列伯努利方程:V 2pV 2p欢迎下载精品学习资源AAz2 ggA可得 A-A 断面处的
5、真空度BB2 ggzBhw欢迎下载精品学习资源ppV 2V 2欢迎下载精品学习资源BAABzAzBhw,欢迎下载精品学习资源gg2g欢迎下载精品学习资源由连续性方程AAVAABVB可得 B-B 断面流速VBVA2dA=2.67m/s,dB欢迎下载精品学习资源所以 A-A 断面处真空度为 6.42m;欢迎下载精品学习资源2(2)由伯努利方程 VApV2A zABpB zBhw欢迎下载精品学习资源2gg2ggppV 2V 2欢迎下载精品学习资源可得 A A 断面处的真空度:BAABzAzBhw欢迎下载精品学习资源gg2 g2 g欢迎下载精品学习资源将答应真空度pBpA5.0m 代入上式,可得:zA
6、,max =3.80m欢迎下载精品学习资源gg4-5 水箱中的水从一扩散短管流到大气中,如图示;如直径d1=100 mm,该欢迎下载精品学习资源处肯定压强pabs0.5at,而直径 d2=l50mm,求作用水头 H水头缺失可以忽视不计;欢迎下载精品学习资源解:取扩散短管收缩段为截面1-1,扩张段为截面 2-2,为两截面之间包围的空间为掌握体,对其列出连续方程:d 2Vd 2V441122对 水 箱 自 由 液 面 和 两 截 面 列 出 伯 努 利 方 程 :欢迎下载精品学习资源pV 2pV 2pV 2欢迎下载精品学习资源aHabs122g 2gg2 gg2g欢迎下载精品学习资源由于: V0
7、, p2pa ,可得:V1 = 9V24, V24.96 m/s欢迎下载精品学习资源所以HV 221.23 m.2g欢迎下载精品学习资源4-6 一大水箱中的水通过一铅垂管与收缩管嘴流人大气中,如图;直管直径d4=100 mm,管嘴出口直径 dB=50 mm ,如不计水头缺失,求直管中 A 点的相对压强 pA;解:取 A 点处截面为截面 A-A ,B 点处截面为截面 B-B ,对其列连续性方程:AABBd 2Vd 2V ,可得: VA1 ;44VB4分别对自由液面和截面A-A 及截面 B-B 之间的掌握体列出伯努利方程:V 2p欢迎下载精品学习资源自由液面和截面 A-A 之间的掌握的伯努利方程:
8、5AA0 ;2 gg欢迎下载精品学习资源V2自由液面和截面 B-B 之间的掌握体的伯努利方程: 9B2g欢迎下载精品学习资源可得: VB2 g913.28m/s, VA3.32m/s,p A4.44 m H 2O欢迎下载精品学习资源4-7 离心式通风机用集流器C 从大气中吸入空气, 如图示;在直径 d=200 mm的圆截面管道部分接一根玻璃管, 管的下端插入水槽中; 如玻璃管中的水面上升欢迎下载精品学习资源H=150 mm,求每秒钟所吸取的空气量 Q;空气的密度1.29kg/m 3 ;欢迎下载精品学习资源解:设通风机内的压强为 p, 依据静力学基本方程有:pw gHpa欢迎下载精品学习资源2对
9、风机入口处和风机内部列伯努利方程:V2gp1V2ag2 g,其中 V=0欢迎下载精品学习资源所以,VHV 22w10 , V147.7 m/s欢迎下载精品学习资源2ga2g欢迎下载精品学习资源于是,每秒钟所吸取的空气量为:QAV11.5 m3/s;欢迎下载精品学习资源4-8 水平管路的过水流量 Q=2.5L/s,如图示;管路收缩段由直径 d150 mm 收缩成 d2=25 mm;相对压强 p1=0.1 at,两断面间水头缺失可忽视不计;问收缩断面上的水管能将容器内的水吸出多大的高度h.欢迎下载精品学习资源解 : 根 据 连 续 方 程 :QA1V1 =A2V22.5L / s 可 得 :V11
10、.273m/s ,欢迎下载精品学习资源V24V15.09m/sPV 2PV 2欢迎下载精品学习资源对截面 1 和截面 2 列伯努利方程:1122g2gg2 g欢迎下载精品学习资源可求得: P2 =-2393Pa;由 P2gh ,所以 h =0.24m;欢迎下载精品学习资源4-9 图示一矩形断面渠道, 宽度 B=2.7 m;河床某处有一高度 0.3m 的铅直升坎,升坎上、下游段均为平底; 如升坎前的水深为 1.8 m,过升坎后水面降低 0.12欢迎下载精品学习资源m,水头缺失Q;hw 为尾渠即图中出口段 流速水头的一半,试求渠道所通过的流量欢迎下载精品学习资源解:对升坎前后的截面列伯努利方程:1
11、HV2h hw欢迎下载精品学习资源V222 g2 gV12其中: h2w2g2欢迎下载精品学习资源依据连续方程:BHV 1BhV2 ,其中: H1.8m , h1.68m ;欢迎下载精品学习资源1所以有: V10.77V2欢迎下载精品学习资源解得: V21.6m/s , V11.23m/s, QBHV5.98m 3/s ;欢迎下载精品学习资源4-10 图示抽水机功率为 P=14.7 kW,效率为75% ,将密度900kg/m 3欢迎下载精品学习资源0的油从油库送入密闭油箱;已知管道直径d=150 mm,油的流量 Q=0.14m3/s,抽水机进口 B 处真空表指示为 - 3 m 水柱高,假定自抽
12、水机至油箱的水头缺失为h= 2.3 m 油柱高,问此时油箱内 A 点的压强为多少 .解:设抽水机中心轴处为截面 B-B,油箱液面处为截面 A-A,其中间包围的空间为掌握体;欢迎下载精品学习资源由连续方程 Q1d 2V 可得: V 47.92 m/s欢迎下载精品学习资源对 A 截面和 B 截面列伯努利方程:V 2PV 2Pp0.75AAHhBB2g0 g2g0 ggQ欢迎下载精品学习资源由抽水机进口 B 处真空表指示为 - 3 m 油柱高,可知pBw g3m ,所以欢迎下载精品学习资源p B10 mo g3代入上面的伯努利方程可得: PA13.188 kPa;4-11 如下列图虹吸管, 由河道
13、A 向渠道 B 引水,已知管径 d=100 mm,虹吸欢迎下载精品学习资源W1-2管断面中心点 2 高出河道水位 z=2 m,点 1 至点 2 的水头缺失为h10V 2 / 2 g ,欢迎下载精品学习资源点 2 至点 3 的水头缺失h2V 2 / 2 g ,V 表示管道的断面平均流速;如点2欢迎下载精品学习资源W2-3的真空度限制在 hv=7 m 以内,试问1虹吸管的最大流量有无限制 .如有,应为多大.2出水口到河道水面的高差h 有无限制 .如有,应为多大 .解 :( 1 ) 对 截 面 1 1和 截 面 2 2列 伯 努 利 方 程 :V 2PV 2P欢迎下载精品学习资源AA22gg2 gg
14、Z +hw1 2欢迎下载精品学习资源其中: VA0所以V 210V 22 g2 g27 , V Q3m/s 1 d 2V423.5L/s欢迎下载精品学习资源V 2PV 2P欢迎下载精品学习资源(2)对 A 截面和 B 截面列伯努利方程: AAhBAhh欢迎下载精品学习资源2 gg2ggw1 2w2 3欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源其中: VA0 , VB0 ;所以可得: hh w1 2hw2 36V 2, h2 g5.89m欢迎下载精品学习资源4-12 图示分流叉管,断面1l 处的过流断面积 Al=0.1 m2,高程 z1=75m,欢迎下载精品学习资源流速 Vl 3 m/s,压强 p
15、198 kPa;断面 22 处 A2 0.05 m2,z1=72 m;断面 3 3 处 A1=0.08 m2,z1 60 m,p3196 kPa;断面 11 至 22 和 33 的水头缺失分别为 hwl- 2=3 m 和 hwl- 3=5 m;试求1断面 2 2 和 33 处的流速 V2 和 V3;2断面 22 处的压强 p2;解 :( 1 ) 对 断 面 1 1和 断 面 2 2列 伯 努 利 方 程 :欢迎下载精品学习资源V 2P11zV 2P33zh欢迎下载精品学习资源2gg132 gg可得: V33m/sw1 3欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源由 A1V1A2V2A3V3 ,得
16、: V21.2m/s欢迎下载精品学习资源( 2 ) 对 断 面 1 1和 断 面 2 2列 伯 努 利 方 程 :V 2PV 2P11z22zh欢迎下载精品学习资源2gg122 ggw1 2欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源2可得:P1.018105 Pa欢迎下载精品学习资源4-13 定性绘制图示管道的总水头线和测管水头线;4-14 试证明匀称流的任意流束在两断面之间的水头缺失等于两断面的测管水头差;V 2PV 2P欢迎下载精品学习资源证明:对两断面列伯努利方程:11z22zh欢迎下载精品学习资源2gg122 ggw1 2欢迎下载精品学习资源Q V1V2V 2PV 2P欢迎下载精品学习资
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 2022 年李玉柱 流体力学 课后 标准答案 第四
限制150内