工程流体力学A主观作业答案0001

1、工程流体力学 A 主观作业答案工程流体力学 A 第 1 次作业四、主观题 （ 共 8 道小题 ）33. 简述流体的形态特征和力学特征。形态特征：流体随容器而方圆，没有固定的 形状。力学特征：流体主要承受压力，静止流体不 能承受拉力和剪力。34. 一封闭水箱如图所示，已知金属测压计读数Pa，金属测压计中心和容器内液面分别比A 点高 0.5m 和 1.5m ，试求液面的绝对压强 和 相对压强 。解：由 得水箱液面的相对压强绝对压强 或 93.1kPa35. 如图所示为测量容器中 A 点压强的真空计。 已 知 ，试求 A 点的真空压强 及真空度真空计的测压管中压缩空气内压强变化可忽略不计。由题意得

2、A 点真空压强及真空度36. 如图所示绕铰链 C 转动的自动开启式矩形平 板闸门。 已知闸门倾角为，宽度为 ，闸门两侧水深分别为 和 ，为避免闸门自动 开启，试求转轴 C 至闸门下端 B 的距离 x。解：为避免闸门自动打开， 由理论力学知必有关 系式中37. 利用检查井作闭水试验检验管径的市政排水管道施工质量。 已知排水管堵头形心高程 为 256.34m，检查井中水面高程为 259.04m，试 求堵头所受的静水总压力大小。解：排水管堵头形心处的相对压强堵头所受的静水总压力38. 如图所示盛水（重度为 ）容器由半径为 R 的 两个半球用 N 个螺栓连接而成，已知测压管水 位高出球顶 H ，试求每

3、个螺栓所受的拉力 F 。解：取上半球为隔离体，由 ，得 式中 为静止液体作用在上半球面上的总压力的铅垂分力，由上半球面的压力体计算得故每个螺栓所受的拉力为39. 如图所示水流流经等径直角弯管。已知管径 mm ，管轴上 A 、B 两点高差 400mm ，U 形水银差压计读数 =300mm ，管流速度 m/s ，相对压强 ， ，试求相对 压强 和 A、 B 两断面间的机械能损失 。解：由差压计原理由伯努利方程考虑到,得 A 、B 两断面间的机械能损失40. 如图所示，为测流需要， 在宽度m 的平底矩形断面渠道的测流段，将渠底抬高 0.3m 。若 测得抬高前的水深为 1.8m ，抬高后水面降低 0.

4、12m ，水头损失 经率定按抬高后流速水头的 一半计算，试求渠道流量 。解：上游水深，下游水深据连续性方程得1）取图示基准面 （0-0）、过流断面（1-1、2-2） 和计算点（过流断面与液面的交点） ，从 12列 伯努利方程（ ）得（ 2）联立（ 1）、（2）两式，得故渠道流量工程流体力学 A 第 2 次作业四、主观题 （ 共 5 道小题 ）19. 为研究某铁路盖板箱涵无压过流的水力特征， 拟取线性比尺 进行水工模型实验。 已知原型 涵洞的宽度 m ，高度 m ，洞内设计 水深 m 和设计流速 m/s 。试确定模型 的几何尺寸和模型流量。解：（ 1）由给定线性比尺计算模型各几何尺寸模型宽模型高

5、模型水深2）按弗劳德准则确定模型流速及流量流量流速由弗劳德准则 ，得流速比尺20. 已 知 钢 筋 混 凝 土 输 水 管 道 的 水 力 半 径 ，水以均匀流流过 1km 长度上的水头损 失 ，管壁粗糙系数 ，试求管中的流速 和流量 。解： 由谢才公式 和曼宁公式 ,得流速流量21. 水从封闭容器 A 经直径、长度 的管道流入容器 B 。已知容器 A 内水面上的相对压 强 ，沿程阻力系数 ；局部 阻力系数，进口 、阀门 、弯道 、 出口 ，试求管路的通过流量 。解：取图示基准面（ 0-0）、过流断面（ 1-1、2-2）及计算点，从 12 列伯努利方程管路流量22. 一城市排污渠道采用倒虹吸管

6、穿过河流，如图 所示。已知污水流量 ，管道沿程阻力系数，管道进口、弯头和出口的局部阻力系数分 别为 ，管长 ，上、下游渠道的流 速均为 。为避免污物在管中沉积，要求管中流速不得小于 ，试确定倒虹吸管的管径 及倒虹吸管两端的水位差 。取标准管径 。管中流速取图示基准面（ 0-0）、过流断面（ 1-1、 2-2） 及计算点（与液面交点） ，从 12 列伯努利 方程考虑到 ，得23. 试按水力最优条件设计一路基排水沟的断面尺寸。 设计流量 ，沟底坡度依地形条件采用 ， 断面采用边 坡系数 的梯形，并用小片石干 砌护面（粗 糙系数 ）。解：代入明渠均匀流基本公式 ，得取渠道断面尺寸工程流体力学 A 第 3 次作业、主观题 （ 共 3 道小题 ）1. 简述堰流的定义及堰的分类。2. 试设计一跨越矩形过流断面的小桥孔径。已知河道设计流量（据水文计算得 ） m3/s, 桥前 允许壅水水深m ，桥下铺砌允许流速m/s ，桥下游水深m，选定小桥进口形