工程流体力学习题课2

1、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=?13108 . 0102121ghABYc油油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/m

2、3，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：mph5 . 19800147000相当于液面下移1.5m，如图示虚构液面 则左侧： NAhPc7056022 . 11298001mAhJhhcccD11. 311. 0322 . 131222 . 11231压力中心距A点：3.1121.11m右侧： KNAhPco992.192 . 122233. 82mAhJhhcccD33. 122 . 111222 . 1132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 ABFhPhPDD2211KNF87.25233. 199

3、2.1911. 156.70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

4、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

5、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1313

6、13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；

7、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 有一喷水装置如图示。已知有一喷水装置如图示。已知h10.3m，h21.0m，h32.5m，求喷水出口流速，及水流喷射高度求喷水出口流速，及水流喷射高度h（不计水头损失）。（不计水头损失）。3200320000hhpphhgVhhp200024120 smhhhhghhgpgV/57. 63 . 05 . 28 . 9222212321204mgVh20. 2224解：解： 以

8、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171717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）2gV2gV0222211phzp2gVV212221hzppsmAQV/42. 13 . 014. 31

9、 . 04211smAQV/74.121 . 014. 31 . 04222hpzpHg21zhppHg216 .1942. 174.1222hzzhHgmmmhHg649649. 018. 8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181818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：

10、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。32gV022gV032221002gV03321p212241VRVdQ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：2242222/4 .766416smdRgV代入式： V28.74m/s, V1=4.196m/sV1代入式：mp898. 32gV3213所以：sLVAVAQ/23. 82211hpHg5 . 13mmmphHg396396. 098006 .

11、1398005 . 19800898. 35 . 13工程流体力学工程流体力学191919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：2gV211ph以00为基准面，列11、22断面的能量方程：2gV2gV22211phH要使抽水机工作： bp1则： gHVbhgV2,221又因为： 2211VAVA所以： bhHVVAA1221工程流体力学工程流体力学202020习题

12、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212121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

13、，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=0.5m2122222211112gV2gVwhpzHpzOmHp214OmHp2220smdQAQV/91. 12 . 006. 04422111OmHg22211186. 08 . 9291. 112VsmdQAQV/40.315.006.04422222OmHg22222590. 08 . 924 . 312VOmHpzpzH221111222229 .24186. 0)4(59. 0205 . 02gV2gV于是 N泵= QH=9.81036010-324.9=14.641Kw已知

14、N轴=25hp=735W25=18.375kW=18.375kNm/s =9.8kN/m3将已知值代入得 %7 .79375.18641.14轴泵NN工程流体力学工程流体力学222222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：212222121122LmhzgvgpEzgvgp由于1-1，2-2均为大气液面：OmHhzzELm2211232取11、B-B断面列伯努利方程：B1200022221211gvgphzgvgpzgvgpBBjBBB吸由连续性方程：smvAvQBBB/74

15、.12所以：PapB4108 . 9WgQENm6 .31332001. 09800工程流体力学工程流体力学232323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：smdQAQV/132. 1421111122smdQAQV/527.442222取1-1、2-2两断面列伯努利方程：2gV2gV222211

16、pp00所以， PaVVpp522211210964. 12对选取的控制体列动量方程：x方向： )0(111VQRApxy方向： )0(222VQApRy所以， NRNRyx9583663NRRRyx37862266.14xyRRarctg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242424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

17、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252525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262626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。sKgQQvAvAQM/38.53.2211工程流体力学工程流体力学272727习题课414解：12断面间列方程：)/(36. 0/5 . 02222311

18、1221122221122222111smAvQsmvvAvAQvpvpgvgpzgvgpz可得工程流体力学工程流体力学282828习题课4-16解析解：12断面间列方程：12gvgpzgvgpz2222222111h)(21HhgpgHghp水水gppgv12212smppv/09. 1)(2121工程流体力学工程流体力学292929习题课4-18解析13解：13断面间列方程：gvgpzgvgpz2223332111gvH200002333vAQ mgAqgvH59. 2.2/(22323）21M断面间列方程gvgpzgvgpzMM2223211133vAvAQMMPaPM41004. 2可求出工程流体力学工程流体力学303030习题课4-22解析解：12断