工程流体力学习题课2

工程流体力学习题课Ⅱ习题课形心有关计算

若液面上表压强不为0时，即p0≠pa，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

习题课2.图示矩形AB墙形心Yc=?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γ0＝8.33KN/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：3.11－2＝1.11m右侧：

习题课设在B点加水平力F使闸门AB平衡，对A点取矩∑MA＝0即

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。√√√√××√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√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。√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：

ACD√B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。

√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。√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。√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点的测压管水头；C、A点的压强水头>B点的压强水头；D、A点的压强水头<B点的压强水头√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√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√习题课伯努利方程式的应用实例

例2－1:一般水力计算问题

有一喷水装置如图示。已知h1＝0.3m，h2＝1.0m，h3＝2.5m，求喷水出口流速，及水流喷射高度h（不计水头损失）。解：①

以3－3断面为基准面，列1－1、3－3两断面的能量方程：以2－2断面为基准面，列2－2、4－4两断面的能量方程：所以喷口速度V4:②水流喷射高度h

习题课例2－2:节流式流量计

知：U形水银压差计连接于直角弯管，d1＝300mm，d2＝100mm，管中流量Q＝100L/s.问：压差计读数Δh等于多少？（不计水头损失）解：以0－0断面为基准面，列1－1、2－2两断面的能量方程：又由连续性方程：由连通器方程得压强关系：则：

所以：习题课例2-3:毕托管原理

水从立管下端泄出，立管直径为d＝50mm，射流冲击一水平放置的半径R＝150mm的圆盘，若水层离开盘边的厚度δ＝1mm。求：流量Q及汞比压计的读数Δh。水头损失不计。分析：1－1：p1（＝0），V1（？），z1（√）2－2：p2（＝0），V2（？），z2（√）3－3：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1－1、3点的能量方程：据连续性方程：解：

以圆盘为基准面，列1－1、2－2两断面的能量方程：①②③③代入①式：

V2＝8.74m/s,V1=4.196m/sV1代入②式：所以：习题课例2－4: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1－1为基准面，列0－0、1－1断面的能量方程：以0`－0`为基准面，列1－1、2－2断面的能量方程：要使抽水机工作：

则：

又因为：

所以：

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。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z2－z1=h=0.5m于是N泵=QH=9.8×103×60×10-3×24.9=14.641Kw已知N轴=25hp=735W×25=18.375kW=18.375kN·m/s

=9.8kN/m3将已知值代入得习题课

已知：Q＝0.001m3/s，D＝0.01m，hj吸＝1m，hj排＝25m。求：Em＝？pB＝？N泵＝？解：以1-1为基准面，取1－1、2－2断面列伯努利方程：由于1-1，2-2均为大气液面：取1－1、B-B断面列伯努利方程：B由连续性方程：所以：习题课

已知：一个水平放置的90º弯管输送水,d1＝150mm，d2＝75mm,p1＝2.06×105Pa，Q＝0.02m3/s.求：水流对弯管的作用力大小和方向（不计水头损失）分析：1－1：p1（√），V1（可求），z1（√）2－2：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：1－12－2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.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α1=α2=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。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。习题课4－14解：1－2断面间列方程：习题课4-16解析解：1－