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3.13管路AB在B点分为两支,已知Ad=45cm,Bd=30cm,Cd=20cm,Dd=15cm,Av=2m/s,Cv=4m/s,试求Bv,Dv。解:由公式constQAu得AABBAvAv,得224.5m/sAAAABBBAvdvvAdAACCDDAvAvAv,得22210.9m/sAACCAACCDDDAvAvdvdvvAdABCD122331abcdQQQQQ0题3.13图题3.14图3.14送风管的断面面积为50cm×50cm,求通过a,b,c,d四个送风口向室内输送空气。已知送风口断面面积为40cm×40cm,气体平均速度为5m/s,试求通过送风管过流断面1-1、2-2、3-3的流速和流量。解:由于a,b,c,d四个送风口完全相同,则014abcdQQQQQ流断面1-1、2-2、3-3的流量分别为:11034bcdQQQQQ,22012cdQQQQ,33014dQQQ由124AvAv,得四个送风口的流速为12.8m/sv由12111AvAvAv得,断面1-1流速121119.6m/sAvAvvA由121222AvAvAv得,断面2-2流速1222126.4m/sAvAvvA断面3-3流速23313.2m/sAvvA4.2如图所示,水流过长直圆管的A、B两断面,A处的压头比B处大45m,试问:(1)水的流动方向?(2)水头损失fh?设流动不可压,一维定常流,H=50m。(压头为p/γ)解:(1)假定流体从A到B,伯努利方程2211221222fpupuzzhgg流动不可压缩,一维定常流,则1212fppzzh水头损失12125m0fpphzz,则表明流体的流动是从B到A(2)水头损失fh=5m题4.2图4.4某一压力水管安有带水银比压计的毕托管,比压计水银面高差△h=2cm,求A点的流速uA。解:A点的流速2113.62(1)29.80.02(1)2.22m/s1AughuΔh汞题4.4图4.5设用一附有水银压差计的文丘里管测定倾斜管内水流的流量。已知d1=0.10m,d2=0.05m,压差计读数h=0.04m,文丘里管流量系数=0.98,试求流量Q。解:流量321212(1)0.01425m/s1dghQA1d221h汞d124.8流体从长的狭缝流出,冲击一斜放的光滑平板,如图所示,试求流量分配及作用在平板上的力。(按理想流体计),不计水流重力,已知v0,A0,。解:建立直角坐标系O-xy,Ox轴沿光滑平板斜向上,Oy轴垂直于平板斜向左上列质量守恒方程:000102vAvAvA,即012AAA①同时,取0-0,1-1和2-2截面间的控制体,列x方向的动量守恒方程(因忽略摩擦力,所以0xF):112200cosxmmmFqvqvqv即222112200cos0vAvAvA②通过式①和②可得到)cos1(201AA,)cos1(202AA对控制体,列y方向的动量守恒方程:000sinymFqv即作用在平板上的力为:200sinyFvA4.11流量0015.0vqm3/s的水流过45o的收缩弯管水平放置,弯管进口直径d1005.m,压力241mN104p,弯管出口直径d20025.m。设流动定常,无摩擦,求水流对弯管壁的作用力?解:建立直角坐标系O-xy,Ox轴水平向右,Oy轴竖直向上110.764m/sQvA,223.057m/sQvA对面1—1、2—2列Bernoulli方程22112222pvpvgggg,得235616.18Pap水流对弯管壁x、y方向的作用力分别为:1121222(cos)76.4N(sin0)20.7NxyFpAqvqvFpAqv水流对弯管壁的作用力为79.16NxyFFF6.14一薄壁圆形孔口恒定射流,孔口直径d=10mm,水头H=2m,垂直收缩系数ε=0.63,流量系数μ=0.62,求泄流量Q。解:由于是恒定射流,所以243d223.0510m/s4dQCAgHgH6.16如图所示,蓄水池长L=10m,宽b=5m,在薄壁外开一d=40cm的小孔,孔中心处的水头为3.0m。求水面降至孔口中心处所需的时间。解:由于泄空口直径较大,取流量系数Cd=0.72200d1dd1d14d2444.76s2242hhAzbLbLtzHCAgzCgdzCdg6.19如图所示,油槽车的油槽长为L,直径为D,油槽底部设卸油孔,孔口面积为A,流量系数为μ。试求该车充满后所需的卸空时间。解:高度为z处长方形断面面积)(zA222()22()242DDAzLxLzLRDz根据已有公式20001()d122dd222hhhAzzLRDzLtzDzzAgzAgzAg3320224()3232DLLDDzAgAg
本文标题:流体力学作业答案
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