流体力学例题解答资料讲解

一底面积为40cm*45cm，高1cm的木块，质量为5kg，沿涂有润滑油的斜面向下作匀速运动，木块运动速度u=1m/s，油层厚度1mm，斜坡角θ=22.62°，由木块所带动的油层的速度呈直线(zhíxiàn)分布，求油的粘度习题(xítí)1-1u=1m/sθ第一页，共23页。解：木块重量沿斜坡分力(fēnlì)F与剪切力T平衡时，匀速下滑第二页，共23页。例题(lìtí)2-1如图所示，已知

求AB两点的压强(yāqiáng)差第三页，共23页。图中1-1,2-2和3-3均为等压面,根据流体(liútǐ)静压强计算公式,可以逐个写出每一点的静压强,分别为第四页，共23页。整理(zhěnglǐ)后得A,B两点的压强差将上式逐个代入下一个(yīɡè)式子第五页，共23页。例题(lìtí)2-2如图所示为烟气脱硫除尘工程中的气水分离器，其右侧装一个(yīɡè)水银U型测压管，量得△h=200mm，此时分离器中水面高度H为多少？第六页，共23页。解：分离器中水面(shuǐmiàn)处的真空度为自分离器到水封槽中的水，可以看成是静止(jìngzhǐ)的，在A、B两点列出流体静力学基本方程：故：第七页，共23页。例题(lìtí)2-3如图所示,倾斜闸门AB，宽度B为1m（垂直于图面），A处为铰链轴，整个闸门可绕此轴转动。已知水深H=3m，h=1m，闸门自重及铰链中的摩擦力可略去不计。求升起(shēnɡqǐ)此闸门所需垂直向上的力。第八页，共23页。解：就平面壁来说，其左、右两侧都承受P0的作用，互相(hùxiāng)抵消其影响，总压力为总压力(yālì)的作用点D到铰链轴A的距离为：第九页，共23页。由图可看出(kànchū)，根据力矩平衡(pínghéng)：当闸门刚刚转动时，力P、T对铰链A的力矩代数和应为零。即第十页，共23页。[例题(lìtí)3.1]物体绕流如图所示，上游无穷处流速

，

压强为的水流收到迎面物体的阻碍后，在物体表面上的顶冲点S处的流速减至零，压强升高，称S点位滞流点或驻点。求点S处的压强。S第十一页，共23页。解：设滞流点S处的压强(yāqiáng)为Ps，粘性作用可以忽略。根据通过S点的流线上伯努利方程，有：有代入数据(shùjù)，可得：故，滞流点S处的压强(yāqiáng)第十二页，共23页。[例题(lìtí)3.2]在D＝150mm的水管中，装一带水银压差计的毕托管，用来测量管轴心处的流速，如下图所示，管中流速均速V为管轴处流速u的0.84倍，如果1、2两点相距很近而且毕托管加工良好(liánghǎo)，不计水流阻力。求水管中的流量。2）水流经1、2两点时没有能量(néngliàng)损失，解：1)取管轴线设置水平基准面，过水断面1-1，

2-2经过1、2两点并垂直于流向。3）列出1点到2点的无粘性流体伯努利方程：因为（1）(1)式整理为（2）基准面第十三页，共23页。4）由流体静力学可知(kězhī),选取等压面A-A1，B-B1，C-C1,如图所示，设高度为hAA1BB1CC1分别列等压面左右(zuǒyòu)两边的流体平衡公式，可得等压面A-A1等压面B-B1等压面C-C1（3）h（4）（5）联立等式(děngshì)(3)、(4)、(5)可得（6）5）将式(6)代入式(2)可得：第十四页，共23页。（6）6）由此可得管中流速(liúsù)均速V水管中的流量(liúliàng)为V＝0.84umax＝0.84×2.22＝1.87（7）（8）第十五页，共23页。某污水处理厂从高位水池引出一条供水管路AB，如图所示。已知：流量Q＝0.04米3/秒；管径D＝300mm；压力表读数pB＝9.8×104pa，高度H＝20m。求水流在管路AB中水头(shuǐtóu)损失？[例题(lìtí)3.3]第十六页，共23页。解：选取水平基准面O－O，过水断面1－1、2－2。设单位(dānwèi)重量的水自断面1－1沿管路AB流到B点，因为(yīnwèi)：z1＝H＝20米，z2＝0，，v2＝Q/A＝1.92米/秒取α1＝α2＝1，v1＝0则：20+0+0＝0+5+1.922/19.6+hl故hl＝14.812（米）则可列出伯努利方程(fāngchéng)：第十七页，共23页。例题(lìtí)4-1在长度l=1000m、直径d=300mm的管路中输送重度为9.31kN/M3的重油，其重量流量为G=2300kN/h，求油温分别为10℃(25cm2/s)和油温40℃(1.5cm2/s)时的水头损失？解：管中重油(zhònɡyóu)的体积流量为重油(zhònɡyóu)的平均速度为：10℃的雷诺数为：40℃的雷诺数为：第十八页，共23页。重油(zhònɡyóu)的流动状态均为层流，有达西公式可得相应的沿程水头损失为：由计算可知(kězhī)，重油在40℃时流动比在10℃时流动的水头损失小。第十九页，共23页。例题(lìtí)4-2某厂自其高位(ɡāowèi)水池加装一条管路，向一个新建的居民点用水池供水，如图所示。已知H＝40m，管径d＝50mm，弯管l/R=0.5，是普通镀锌管（△＝0.4mm）。问在平均温度为20℃时，这条管路在一个昼夜中能供水多少水量？第二十页，共23页。第二十一页，共23页。解：求供水量，即流量(liúliàng)，须先求出流速。管道进口的局部阻力(zǔlì)系数ξ1=0.590°圆弯管ξ2=0.294*2=0.588闸板阀（全开）ξ3=0.1管道出口ξ4＝1.0

即：以低位水池水面(shuǐmiàn)为基准面O-O，取过水断面1-1及2-2，如图。列出伯努利方程：由已知条件可知，v1＝v2≈0∴H＝hf+hr

故：第二十二页，共23