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工程流体力学课件例题

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课件例题第一章
第二章
2014-6-181【例2】图2所示为一水箱，左端为一半球形端盖，右端为一平板端盖。

水箱上部有一加水管。

已知
h=600mm ，R=150mm ，试求两端盖所受的总压力及方向。

图2
第三章
2014-6-1816
【例3-6】有一输水管道，如图所示。

水自截面1-1流向
截面2-2。

测得截面1-1的水流平均流速m/s ，已知
d 1=0.5m ，d 2=1m ，试求截面2-2处的平均流速为多少？
【解】由连续性方程得
(m/s)2=V 2
V 222
21144d V d V ππ=5.015.02222112=⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯=⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛=d d V V
图3-22
2014-6-1823
2014-6-1826
图3-232014-6-1813●射流对平板的冲击力0200sin sin Qv A v ρθ
ρθ
==R
R -='x )
sin (90cos 90cos 00022011θρρρv q v q v q R x --+=如图所示固定光滑平板
与水平面成θ角，流体
从喷嘴射出。

●x 轴方向的动量方程为
y
Q 2
Q
1Q 射流对固定平面的冲击力示意图
2014-6-1814
x y
Q 2Q
1Q y 轴方向的动量方程为
cos 02211=--θρρρqv v q v q 2
10v v v ==q
q q =+21由伯努利方程由流体连续性方程则⎪⎩⎪⎨⎧-=+=)cos 1(21)
cos 1(2121θθq q q q
第四章
【例6-5】输送润滑油的管子直径8mm ，管长15m ，如图6-12所示。

油的运动黏度m 2/s ，流量12cm 3/s ，求油箱的水头（不计局部损失）。

=d =l 61015-⨯=ν=V q 图6-12 润滑油管路239.0008
.014.3101244242=⨯⨯⨯==-d q V
V
π（m/s ）雷诺数
20005.1271015008.0239.06
<=⨯⨯==-νV d
Re 为层流列截面1-1和2-2的伯努利方程
f 222211202h g
V g p g V g p h a a +++=++αραρ
【例6-1】有一文丘里管如图6-3所示，若水银差压计的指示为360mmHg，并设从截面A流到截面B的水头损失为0.2 mH2O，
d A=300mm，d B=150mm，试求此时通过文丘里管的流量是多
少?
【例6-2】有一离心水泵装置如图6-4所示。

已知该泵的输水量q v=m3/h，吸水管内径d=150mm，吸水管路的总水头损失h w =0.5mH2O，水泵入口2—2处，真空表读数为450mmHg，若吸
为多少?
水池的面积足够大，试求此时泵的吸水高度h
g
【例6-5】输送润滑油的管子直径8mm ，管长15m ，如图6-12所示。

油的运动黏度m 2/s ，流量12cm 3/s ，求油箱的水头（不计局部损失）。

=d =l 61015-⨯=ν=V q 图6-12 润滑油管路
239.0008
.014.31012442
42
=⨯⨯⨯==
-d q V
V
π（m/s ）
雷诺数
2000
5.1271015008
.0239.06
<=⨯⨯=
=
-ν
V d
Re 为层流列截面1-1和2-2的伯努利方程
f
2
22211202h g
V g p g V g p h a a +++=++αραρ
[例C3.6.3]沿程损失：已知管道和流量求沿程损失
求：冬天和夏天的沿程损失h f
解：
30027783600m
Q .m s
ρ=
=s m d Q V 884.02.04
278.042
2=⨯⨯==
ππ冬天
2300161910092.12.0885.0Re 4
1<=⨯⨯=
=
-νVd
层流夏天2300498010355.02.0884.0Re 42>=⨯⨯==-νVd 湍流冬天
(油柱)
m g V d l g V d l h f 6.2381
.92885.02.030001619642Re 6422
22111=⨯⨯⨯===λ夏天
m g V d l h f 0.2381
.92884.02.030000385.022
222=⨯⨯⨯==λ(油柱)
已知: d ＝200mm , l ＝3000m 的旧无缝钢管, ρ＝900 kg/m 3, Q ＝90T/h.,
在
冬天为1.092×10-4 m 2/s , 夏天为0.355×10-4 m 2/s
ν在夏天，查旧无缝钢管等效粗糙度ε=0.2mm, ε/d=0.001查穆迪图λ2=0.0385[例C3.6.3A ]沿程损失：已知管道和压降求流量
求：管内流量q v 解：
m
g p h f 61.909
.09810108003
1=⨯⨯=∆=ρ002
.01002.0==d εModdy 图完全粗糙区的λ＝0.025, 设λ1＝0.025, 由达西公式
s
m l
gdh V f
22.46667.0325.6)40061.901.081.92(025
.01)2(1
21
2
11
1=⨯=⨯⨯⨯=
=
λs m V 06.46667.0027
.01
2=⨯=
4
1006.4Re 2⨯=查Moddy 图得λ2＝0.027,重新计算速度
查Moddy 图得λ2＝0.027
s
m VA q v 320319.01.04
06.4=⨯⨯
==π
已知: d ＝10cm , l ＝400m 的旧无缝钢管比重为0.9, =10 -5 m 2/s 的油
a KP p 800=∆ν
[例C3.6.3B ]沿程损失：已知沿程损失和流量求管径
求：管径d 应选多大
解：
22
04
.040318.0d d
A Q V =⨯==
π由达西公式
5
22221086.0)4(212d lQ d Q g d l g V d l h f λπλλ
===λ
λ
λ422
5
1069.361
.900318.04000826.00826
.0-⨯=⨯⨯==f
h lQ d d d d d
Vd
40001004.004.0Re 52==
=
=
-ν
ν
a
KP p 800=∆已知: l ＝400m 的旧无缝钢管输送比重0.9, =10 -5 m 2/s 的油
Q = 0.0318m 3/s ν[例C3.6.3B ]沿程损失：已知沿程损失和流量求管径
4
11006.40984.0/4000Re ⨯==由ε/ d = 0.2 / 98.4 = 0.002，查Moody 图得λ2= 0.027
d 2= (3.69×10–4 ×0.027)1 / 5 = 0.0996 (m)R
e 2= 4000 / 0.0996 = 4.01×104
ε/ d = 0.2 / 99.6 = 0.002，查Moody 图得λ3= 0.027 取d =0.1m 。

用迭代法设λ1=0.025
5
/141)025.01069.3(⨯⨯=-d
第四章。

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流体力学习题PPT课件

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解: 1. 底盖分析: 底盖左、右
Vp1
两半部分水平压力大小相等,
方向相反, 故底盖水平分力为
零。其液体总压力就是曲面
Fpz1
总压力的垂直分力, 即
d
H h
Fpz1 Vp1
d d
d2
4
H
h 2
d3
12
7.052k N 方向向下
.
2. 顶盖分析: 水平分力亦为零, 其液体总压力就是曲面总压力的垂直分力。
f z
g
pgzC
p0 h
z0 z
代入初始条件解得：
pp0 gh
.
例1: 矩形平面两侧均受密度为ρ的静止液体作用,且水深分别为h1及 h2 试求作用在矩平壁的合力及压力中心(平壁在垂直于图面方向宽度 为b)。
pa
yD1
yD
h1
Fp
Fp1
pa
yD2
h2
h1 h2
Fp2
b
b
.
例1： (1) 图解法： 画压强分布图
δ
13 5
12
v
G
.
例4: μ1=0.14Pa·s,μ2=0.24Pa·s; δ1=0.8mm,δ2=1.2mm, 速度为直 线分布, 求推动A=1000cm2以
υ0=0.4m/s 运动所需的力？
解：在交界面0-0处，应力平衡，即τ1= τ2，上下两种液体 速度分布均成直线分布规律。设O-O面上流体速度为v
Fpz3
Vp3
d3
12
0.321kN
H
方向向下
侧盖所受液体总压力为 Fp3为
d
Vp3 Fpz3 d
h d
F p 3F p 2 x3F p 2 z34 .8k2Nta nF F p px z3 3 3 5' 1
《工程流体力学》PPT课件

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第二章 流体静力学
本章学习要求:
流体静力学主要研究流体平衡时，其内部的压强分布规律 及流体与其他物体间的相互作用力。它以压强为中心，主要 阐述流体静压强的特性、静压强的分布规律、欧拉平衡微分 方程，作用在平面上或曲面上静水总压力的计算方法，潜体 与浮体的稳定性，并在此基础上解决一些工程实际问题。
无论是静止的流体还是相对静止的流体，流体之间没有相 对运动，因而粘性作用表现不出来，故切应力为零。
• 2.3.3 静止液体中的等压面 • 由于等压面与质量力正交，在静止液体中只有重
力存在，因此，在静止液体中等压面必为水平面。
• 对于不连续的液体或者一个水平面穿过了两种不 同介质连续液体，则位于同一水平面上各点压强 并不一定相同，即水平面不一定是等压面。
2.3 流体静力学的基本方程
2.3.4 绝对压强、相对压强、真空度
(z A (g p A )W ) (z B (g p B )W ) (( (g g ) ) H W g2 1 ) h 1 2 .6 h
2.4 压强单位和测压仪器
2、U形水银测压计
p1=p+ρ1gh1 p2=pa+ρ2gh2 所以 ： p+ρ1gh1=pa+ρ2gh2
M点的绝对压强为： p=pa+ρ2gh2-ρ1gh1
具有的压强势能，简称压能（压强水头）。
测压管水头（ z+p/g）：单位重量流体的总势能。
物理意义： 1. 仅受重力作用处于静止状态的流体中，任意点对同一基准面 的单位势能为一常数，即各点测压管水头相等，位头增高，压 头减小。
2. 在均质（g=常数）、连通的液体中，水平面（z1 = z2=常数）
必然是等压面（p1 = p2 =常数）。
工程流体力学课件：流体静力学

工程流体力学课件：流体静力学


积分得 gz p C
即：
能量形式
式中： gz为单位质量流体的重力 势能，p/ρ为单位质量流体的压 强势能。
§3-2 重力场中的流体平衡
一、流体静力学的基本方程
能量形式方程可改写为
z p C
g
水头形式
z1
p1 g
z2
p2 g
式中：z为位置水头； 为压强水头。表明：不可压重力流 体处于平衡状态时，精水头线C或计示精水头线为平行于基 准面的水平线。
1d2
1 0.12
4
4
因测压管下方H+h的点与圆柱底面在
同一等压面上，故
所以
p gH h
H p h
g
1.29105 0.5 12.65m 1000 9.81
§3-2 重力场中的流体平衡
例二、用如图所示测压计测量管A中水的压力p。已知 h=0.5m，h1=0.2m，h3=0.22m，酒精的密度 1 800kg / m3 水银的密度 2 13600kg / m3，真空计度数 p0 0.25105 Pa 真空度。求A中水的压力。
§3-2 重力场中的流体平衡
四、压强的计量与测量
1、绝对压强
绝对压强是以完全真空（p=0 ）为基准计量的压强。对于
p0=pa，则静止流体中某点的绝对压强为
；
2、相对压强
相对压强是以当地大气压强pa为基准计量的压强，即高于大
气压的压强，也称之为计示压强或表压强。那么，静止流体
中某点的相对压强为
；
3、真空度 负的计示压强，称为真空或负压强，用符号pv表示。则
解 在绝对静止条件下，对连续均质流体，有1-2、3-4、5-6等 压面关系，有
p1 p2 , p3 p4 , p5 p6
工程流体力学课件例题-知识归纳整理

工程流体力学课件例题-知识归纳整理

知识归纳整理课件例题第一章第二章求知若饥，虚心若愚。

千里之行，始于足下。

求知若饥，虚心若愚。

千里之行，始于足下。

求知若饥，虚心若愚。

千里之行，始于足下。

求知若饥，虚心若愚。

2014-6-1825【解】（a ）圆柱体表面所研究部分的净垂直投影为则35kPa 计示压强的气体作用在单位长度圆柱体上的水平分力为A z =[4-2(1-cos300)] ×1则35kPa 计示压强的气体作用在单位长度圆柱体上的水平分力为F x =pA z =35×[4-2(1-cos300)] ×1=353.75=130.5(kN)圆柱体表面所研究部分的净水平投影为A x=2sin300×12014-6-1826则气体作用在单位长度圆柱体上的垂直分力为F z=pA x=35×2sin300×1=35(kN)（b ）F x =ρgh c A x =9.81×(1/2×3.73) ×(3.73×1) ×1000=68.1（kN ）F z=ρgV p=9.81×1000×(2100/3600×22+1/2×1×1.732+1×2) ×1=100.5(KN)千里之行，始于足下。

2014-6-181【例2】图2所示为一水箱，左端为一半球形端盖，右端为一平板端盖。

水箱上部有一加水管。

已知h=600mm ，R=150mm ，试求两端盖所受的总压力及方向。

图22014-6-1828【解】（1）右端盖是一圆平面，面积为:A 右=πR 2其上作用的总压力有F 右=ρg(h+R)A 右=ρg(h+R) πR 2=103×9.806×(0.6+0.15)×3.14×0.152=520 （N ）方向垂直于端盖水平向右（2）左端盖是一半球面，分解为水平方向分力F x 左和垂直方向分力F z 左Fx 左=ρg(h+R)A x=ρg(h+R) πR 2=103×9.806×(0.6+0.15)×3.14×0.152=520 （N ）求知若饥，虚心若愚。