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工程流体力学11习题课工程流体力学习题课Ⅱ工程流体力学22习题课形心有关计算若液面上表压强不为0时,即p0≠pa,可将表压换算成液柱高加到原来的液面上,以一个表压为0的假想液面来计算总压力大小、方向、作用点。1。图示,矩形墙AB的形心淹没深度Yc=__A,5mC,2.5mB,10mD,7.5m答案:B工程流体力学33习题课2.图示矩形AB墙形心Yc=?13108.0102121ghABYc油工程流体力学44习题课3.闸门宽1.2m,铰在A点,压力表G的读数为-14700Pa,在右侧箱中装有油,其重度γ0=8.33KN/m3,问在B点加多大的水平力才能使闸门AB平衡?解:把p0折算成水柱高:mph5.19800147000相当于液面下移1.5m,如图示虚构液面则左侧:NAhPc7056022.11298001mAhJhhcccD11.311.0322.131222.11231压力中心距A点:3.11-2=1.11m右侧:KNAhPco992.192.122233.82mAhJhhcccD33.122.111222.1132工程流体力学55习题课•设在B点加水平力F使闸门AB平衡,对A点取矩∑MA=0即ABFhPhPDD2211KNF87.25233.1992.1911.156.70工程流体力学66习题课1.不可压缩液体连续性微分方程只适用于恒定流()2.过流断面垂直于速度方向,因此,其就是垂直于速度方向的垂直平面。()3.如果流体的密度即不随空间变化,也不随时间变化,即控制体体积不变,则该流体为不可压缩流体,。()4.对于理想流体,同一流线上的流体质点,它们的能量相等。()5.当质量力可以忽略不计,过流断面接近平面时,过流断面上的静压强按静止液体中的静压强的规律分布。()6.自由射流的流束上的流体压强处处为大气压。()7.测压管水头线若低于管轴心,则该处水流一定处于真空状态。√√√√××√工程流体力学77习题课1.实际流体在等直管道中流动,在过流断面1,2上有A,B,C点,则下面关系式成立的是:ABCDB√工程流体力学88习题课2.如图所示管路系统中流体作实际运动,恒定。圆管等直径,则下述判断正确的是:A.该管路系统上点3和5的测压管水头相等;B.该管路系统上点3的测压管水头与点4的测压管水头相等;C.该管路系统上点1的动水压强p1=g水·h1;D.该管路系统上点1和8的动水压强p1=p8=pa。√工程流体力学99习题课3.一等直径水管,A-A为过流断面,B-B为水平面,1,2,3,4为面上各点,各点的运动物理量有以下关系:ACD√B工程流体力学1010习题课4.在应用恒定总流的能量方程,可选用图中的那几个断面,作为计算过水断面。A.1,2,3,4,5;B.1,3,5;C.2,4;D.2,3,4。√工程流体力学1111习题课•5.水流一定方向应该是()•A、从高处向低处流;•B、从压强大处向压强小处流;•C、从流速大的地方向流速小的地方流;•D、从单位重量流体机械能高的地方向低的地方流。√工程流体力学1212习题课•6.理想流体流经管道突然放大断面时,其测压管水头线()•A、只可能上升;B、只可能下降;•C、只可能水平;D、以上三种情况均有可能。√工程流体力学1313习题课•7.重力场中理想不可压缩恒定流动中同一条流线上两点A、B,A点的流速大于B点的流速,则•A、A点的测压管水头B点的测压管水头;•B、A点的测压管水头B点的测压管水头;•C、A点的压强水头B点的压强水头;•D、A点的压强水头B点的压强水头√工程流体力学1414习题课•8.动量方程式中流速和作用力:•A、流速有方向,作用力没有方向。•B、流速没有方向,作用力有方向。•C、都没有方向。•D、都有方向√工程流体力学1515习题课•9.动能修正系数是反映过流断面上实际流速分布不均匀性的系数,流速分布_____,系数值_______,当流速分布_____时,则动能修正系数的值接近于____.•A、越不均匀;越小;均匀;1。•B、越均匀;越小;均匀;1。•C、越不均匀;越小;均匀;零•D、越均匀;越小;均匀;零√工程流体力学1616习题课伯努利方程式的应用实例例2-1:一般水力计算问题有一喷水装置如图示。已知h1=0.3m,h2=1.0m,h3=2.5m,求喷水出口流速,及水流喷射高度h(不计水头损失)。3200320000hhpphhgVhhp200024120smhhhhghhgpgV/57.63.05.28.9222212321204mgVh20.2224解:①以3-3断面为基准面,列1-1、3-3两断面的能量方程:以2-2断面为基准面,列2-2、4-4两断面的能量方程:所以喷口速度V4:②水流喷射高度h工程流体力学1717习题课例2-2:节流式流量计知:U形水银压差计连接于直角弯管,d1=300mm,d2=100mm,管中流量Q=100L/s.问:压差计读数Δh等于多少?(不计水头损失)2gV2gV0222211phzp2gVV212221hzppsmAQV/42.13.014.31.04211smAQV/74.121.014.31.04222hpzpHg21zhppHg216.1942.174.1222hzzhHgmmmhHg649649.018.8解:以0-0断面为基准面,列1-1、2-2两断面的能量方程:又由连续性方程:由连通器方程得压强关系:则:所以:工程流体力学1818习题课例2-3:毕托管原理水从立管下端泄出,立管直径为d=50mm,射流冲击一水平放置的半径R=150mm的圆盘,若水层离开盘边的厚度δ=1mm。求:流量Q及汞比压计的读数Δh。水头损失不计。分析:1-1:p1(=0),V1(?),z1(√)2-2:p2(=0),V2(?),z2(√)3-3:p3(?),V3(=0),z3(√)(驻点)每点都有一个未知数,可对任何两点列方程。32gV022gV032221002gV03321p212241VRVdQ列1-1、3点的能量方程:据连续性方程:解:以圆盘为基准面,列1-1、2-2两断面的能量方程:①②③2242222/4.766416smdRgV③代入①式:V2=8.74m/s,V1=4.196m/sV1代入②式:mp898.32gV3213所以:sLVAVAQ/23.82211hpHg5.13mmmphHg396396.098006.1398005.19800898.35.13工程流体力学1919习题课例2-4:流动吸力图示为一抽水装置,利用喷射水流在吼道断面上造成的负压,可将M容器中的积水抽出。已知:H、b、h(不计损失),求:吼道有效断面面积A1与喷嘴出口断面面积A2之间应满足什么样的条件能使抽水装置开始工作?解:以1-1为基准面,列0-0、1-1断面的能量方程:2gV211ph以0`-0`为基准面,列1-1、2-2断面的能量方程:2gV2gV22211phH要使抽水机工作:bp1则:gHVbhgV2,221又因为:2211VAVA所以:bhHVVAA1221工程流体力学2020习题课•1、测定水泵扬程的装置如图所示。已知水泵吸水管直径d1=200mm,压水管直径d2=150mm,测得流量Q=0.06m3/s,水泵进口真空表读数为4mH2O,水泵出口压力表读数为2at(工程大气压),水管与两表连接的测压孔位置之间的高差h=0.5m。试求此时的水泵扬程H。若同时测得水泵的轴功率N=25hp(马力),试求水泵的效率。工程流体力学2121习题课•解:选取与真空表连接处的圆管断面1-1、与压力表连接处的圆管断面2-2为过流断面,以通过断面1-1的水平面为基准面,对断面1-1、2-2写总流伯努利方程,得:•因为断面1-1、2-2位于水泵进、出口处,它们之间的能量损失,只是流经水泵内的损失,已考虑在水泵效率之内,所以hw1-2=0;另外,根据已给条件,知z2-z1=h=0.5m2122222211112gV2gVwhpzHpzOmHp214OmHp2220smdQAQV/91.12.006.04422111OmHg22211186.08.9291.112VsmdQAQV/40.315.006.04422222OmHg22222590.08.924.312VOmHpzpzH221111222229.24186.0)4(59.0205.02gV2gV于是N泵=QH=9.8×103×60×10-3×24.9=14.641Kw已知N轴=25hp=735W×25=18.375kW=18.375kN·m/s=9.8kN/m3将已知值代入得%7.79375.18641.14轴泵NN工程流体力学2222习题课已知:Q=0.001m3/s,D=0.01m,hj吸=1m,hj排=25m。求:Em=?pB=?N泵=?解:以1-1为基准面,取1-1、2-2断面列伯努利方程:212222121122LmhzgvgpEzgvgp由于1-1,2-2均为大气液面:OmHhzzELm2211232取1-1、B-B断面列伯努利方程:B1200022221211gvgphzgvgpzgvgpBBjBBB吸由连续性方程:smvAvQBBB/74.12所以:PapB4108.9WgQENm6.31332001.09800工程流体力学2323习题课已知:一个水平放置的90º弯管输送水,d1=150mm,d2=75mm,p1=2.06×105Pa,Q=0.02m3/s.求:水流对弯管的作用力大小和方向(不计水头损失)分析:1-1:p1(√),V1(可求),z1(√)2-2:p2(?),V2(可求),z2(√)解:取0-0为基准面,图示1-1,2-2过流断面间液体为控制体:smdQAQV/132.1421111-12-2smdQAQV/527.442222取1-1、2-2两断面列伯努利方程:2gV2gV222211pp00所以,PaVVpp522211210964.12对选取的控制体列动量方程:x方向:)0(111VQRApxy方向:)0(222VQApRy所以,NRNRyx9583663NRRRyx37862266.14xyRRarctg所以,水流对弯管壁的作用力为R的反作用力R`,大小相等,方向相反.工程流体力学2424习题课•图为一滚水坝,上游水位因坝的阻挡而抬高,测得断面1-1的水深为1.5m,下游断面2-2水深为0.6m。略去水头损失,求水流对1m坝宽(垂直纸面方向)的水平作用力F。解在坝前一段距离处,取渐变流断面1-1;在坝下游水流较平直处,取断面2-2。以坝基底部为基准面0-0,设α1=α2=1,写出总流能量方程:利用连续方程取宽度为1m,得得1m坝宽的单宽流量作用在断面1-1上的水压力工程流体力学2525习题课作用在断面2-2上的水压力坝对水流作用力的合力为R,取断面1-1和2-2之间的水流为隔离体(图b),写出总流动量方程得则水流对1m坝宽的作用力方向与R相反。工程流体力学2626习题课P734-7解:利用连续性方程及质量流量的定义可直接解出。sKg
本文标题:工程流体力学习题课2.
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