流体力学习题整理资料

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1—1 5521.87510 1.6110/1.165m s

μυρ--⨯===⨯

1—2 解:63992.20.661100.65610Pa s μρυ--==⨯⨯=⨯ 1—3 解:设油层速度呈直线分布 1

0.1200.005

dV Pa dy τμ

==⨯= 1-4 解:木板沿斜面匀速下滑,作用在木板上的重力G 在斜面的分力与阻力平

衡,即

0sin3059.810.524.53n T G N ==⨯⨯= 由dV

T A

dy μ= 224.530.0010.114/0.40.60.9T dy N s m A dV μ⨯=

==⨯⨯

2-2 解:设P abs0表示液面的绝对压强。A 点的绝对压强可写成 0g h=abs a p p g z p ρρ+++ 解得

0g ()abs a p p z h p ρ=+-+ (){}533

0.98109.810000.5 1.5 4.91093.11093.1Pa pa kPa

=⨯+⨯⨯-+⨯=⨯=

液面的相对压强

{}340093.1109.8104900abs a p p p Pa Pa =-=⨯-⨯=- 2-4解:由题意得0a p g h p ρ+= 故 09.810000851000

1.339.81000

a p p h m m g ρ-⨯-⨯=

==⨯ 2-9解:(1)闸门形心处得压强为

39.8100012450022C a p g h Pa Pa ρ⎛⎫⎛⎫

=+=⨯⨯+= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭

故作用在闸门上的静水总压力

()52450023 1.4710c c P p A p ba N N ===⨯⨯=⨯

(2)设压力中心的位置在D 点,则D 点在水下的深度为

()()33/12323/121 2.82/222313/2C D c c J a ba y y h m m y A bh h a ⎡⎤

⨯⎛⎫=+=++=++=⎢⎥ ⎪+⨯⨯+⎝⎭⎣⎦

2-10解:(1)设闸门宽度为b 。当H=1m 时,闸门的压力中心

D 在水下的深度

()()33/12323/121 2.82/222313/2C D c c J h bh y y H m m y A bh H h ⎡⎤

⨯=+=++=++=⎢⎥+⨯⨯+⎣⎦

可知,D 点位于距闸门底

()31 2.8 1.2D H h y m m +-=+-=

(2)当静水压作用点位于门轴上方时,闸门才能在静水压的逆时针力

矩作用下自动打开。若门轴置于C 处,压力中心D 位于门轴下面,显然闸门不可能自动打开。 3-8 解:送风口流量

s m s m Q /2.0/52.02.033=⨯⨯=

断面1-1处的流量和断面平均流速

s

m A Q V s m s m Q Q /5

.05.06.0/6.0/2.03311331⨯===⨯==

断面2-2处的流量和断面平均流速

s m s m A Q V s m s m Q Q /6.1/5

.05.04.0,/4.0/2.02222332=⨯===⨯== 断面3-3处的流量和断面平均流速

s m s m A Q V s m Q Q /8.0/5

.05.02.0,/5.0333=⨯==

== 4-3 如图所示管路,出口接一管嘴,水流射入大气的速度 s m V 202=,

管径m d 1.01

=,管嘴出口直径0.05m 2=d ,压力表断面至出口断面高差

H=5m,两断面间的水头损失为(

)

2g 0.52

1V 。试求此时压力表的读数。

解 由总流连续性条件

222222214

4

V d V d π

π

=

,得

5m/s 20m/s 0.10.052

=⨯⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎭

⎫ ⎝⎛=2

2

12

1V d

d V 根据总流伯诺里方程

w 2

222221111h g

V

αz gρp g V αz gρp +++=++22 取1==21αα,已知H z z 21

==g

h w 25.02

1υ=,02=p ,得 O mH 8.9055.08.9220520.52222⎪⎪⎭

⎝⎛⨯⨯-⨯+=-+=g V g V H gρp 21221 2.48at

O mH 77.242== 即压力表读数为2048个大气压。

4-5 水箱中的水从一扩散短管流到大气中,如图示。若直径mm d 1001= 该处绝对

压强

at p abs 5.01=,而直径mm d 1502=求作用水头H (水头损失可以忽略不计)

解: 基准面0-0,断面1-1、2-2、3-3如图示。在1-1与2-2断面之间用伯诺里方程(取

g

V g p g V g p z abs abs 222

222111+

=+=ρρ

已知m g p

m g p z z abs abs 10,5,

2121===ρ

ρ 由水流连续性,得

222

22

12125.2=100150V V V d d V ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪

⎪⎭

⎫ ⎝⎛= 代入到伯诺里方程,

()

g

V g

V 210225.2522

2

2

+=+

52g V 4.06322

= 解出流速水头

m 23.12g

V 2

2= 列出断面3-3、2-2之间的伯诺里方程

2g

V 22

222++=+ρg p z H g p abs a 将0z 和p 22

==a abs p 代入得出作用水头