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
+=+
或
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