《流體力學(xué)》復(fù)習(xí)參考答案(2015年整理)解讀

1、流體力學(xué)習(xí)題解答29選擇題：、恒定流是 : (a) 流動(dòng)隨時(shí)間按一定規(guī)律變化； (b) 流場(chǎng)中任意空間點(diǎn)上的運(yùn)動(dòng) 要素不隨時(shí)間變化； (c) 各過(guò)流斷面的速度分布相同。 ( b)2、粘性流體總水頭線(xiàn)沿程的變化是： (a) 沿程下降(a) 沿程下降；( b) 沿程上升； (c) 保持水平； (d) 前三種情況都可能；3、均勻流是： (b)遷移加速度(位變)為零；(a) 當(dāng)?shù)丶铀俣?時(shí)變)為零； (b)遷移加速度(位變)為零；( c) 向心加速度為零； (d)合速度為零處；4、一元流動(dòng)是： (c) 運(yùn)動(dòng)參數(shù)是一個(gè)空間坐標(biāo)和時(shí)間變量的函數(shù)；(a) 均勻流；( b) 速度分布按直線(xiàn)變化； (c) 運(yùn)動(dòng)

2、參數(shù)是一個(gè)空間坐標(biāo)和時(shí)間變量的 函數(shù)；5、伯努利方程中各項(xiàng)水頭表示： (a) 單位重量液體具有的機(jī)械能；(a) 單位重量液體具有的機(jī)械能； ( b)單位質(zhì)量液體具有的機(jī)械能；(c)單位體積液體具有的機(jī)械； (d)通過(guò)過(guò)流斷面流體的總機(jī)械能。6、圓管層流，實(shí)測(cè)管軸線(xiàn)上流速為 m/s，則斷面平均流速為： ：(c)2m；(a) 4m；( b)3.2m； (c)2m ；7、半圓形明渠，半徑 r=4m，其水力半徑為： (a) m；(b)3m； (c) 2m ； (d) 1m。8、靜止液體中存在： (a) 壓應(yīng)力 ；(b)壓應(yīng)力和拉應(yīng)力； (c) 壓應(yīng)力和剪應(yīng)力； (d) 壓 應(yīng)力、拉應(yīng)力和剪應(yīng)力。(1)

3、 在水力學(xué)中，單位質(zhì)量力是指( c 、)a、單位面積液體受到的質(zhì)量力； b、單位體積液體受到的質(zhì)量力； c、單位質(zhì)量液體受到的質(zhì)量力； d、單位重量液體受到的質(zhì)量力。答案： c(2) 在平衡液體中，質(zhì)量力與等壓面() a、重合； b、平行 c、斜交； d、正交。答案： d（3）水力學(xué)中的一維流動(dòng)是指（）a、恒定流動(dòng)； b、均勻流動(dòng)；c、層流運(yùn)動(dòng)； d、運(yùn)動(dòng)要素只與一個(gè)坐標(biāo)有關(guān)的流動(dòng)。 答案： d（4）有壓管道的管徑 d 與管流水力半徑的比值 d /R=（ ） a、8； b、4； c、 2； d、 1。 答案： b（5）同種液體通過(guò)兩根相同長(zhǎng)度，但粗糙高度不同的等直徑長(zhǎng)直管道，當(dāng)雷諾數(shù)Re 相同

4、時(shí)，它們的水頭損失在（ ）內(nèi)是相同的。a、層流； b、層流至紊流過(guò)渡區(qū)；c、紊流光滑區(qū)；d、紊流過(guò)渡區(qū)； e、紊流粗糙區(qū)答案： a、 b、 c（6）在 緩坡明渠 中不可能發(fā)生的流動(dòng)是（）a、均勻緩流； b、均勻急流； c、非均勻緩流； d、非均勻急流。 答案： a、 c、d（8）滲流研究的對(duì)象是（ ）的運(yùn)動(dòng)規(guī)律9、圓柱形外管嘴的正常工作條件是a、l ( 3 4)d , ;H 0 9m9長(zhǎng)管是指B的管道。A管長(zhǎng)大于100mC沿程損失系數(shù) 較大d、薄膜水。6判斷層流或湍流的依據(jù)是 _ B _A. 佛汝德數(shù) FrB.雷諾數(shù) Rea、重力水； b、毛細(xì)水； c、氣態(tài)水； 答案： ab、c、dB沿程損失

5、遠(yuǎn)大于局部損失D 沿程水頭損失大于 5m_ 。C.歐拉數(shù) EuD. 斯特羅哈數(shù) St7圓管內(nèi)的流動(dòng)狀態(tài)為層流時(shí)，其斷面的平均速度等于最大速度的_ A _倍。A0.5B1.0C1.5D 2.01靜止流體內(nèi)任意點(diǎn)的壓強(qiáng)值與B.方向無(wú)關(guān)。A. 位置B. 方向C.流體種類(lèi)D.重力加速度2溫度升高時(shí)，空氣的粘度系數(shù)B.變大 。A. 變小B. 變大 C.不變D.無(wú)規(guī)律3在壓強(qiáng)的單位中， 1 標(biāo)準(zhǔn)大氣壓 atm 近似于 。A.1 kPaB.0.1 MPaC.1 MPaD. 10 MPa4用于測(cè)量流速的畢托管的工作原理是C伯努利方程。A 連續(xù)性方程B運(yùn)動(dòng)方程C伯努利方程D動(dòng)量方程5串聯(lián)管路的性質(zhì)是 b。AQ

6、= Q1 + Q2Bh f = h f 1 + h f 2Ch f 1= h f 2DV= V1+V22兩根直徑不等的管道，一根輸水，一根輸油，兩根管中的流速也不同，由和水的下臨界雷諾數(shù)分別為 Rec1 和， Rec2 則它們的關(guān)系是（ c ）A Rec1 > Rec2 ；B Rec1 < Rec2；C Rec1= Rec2； D無(wú)法確定。1、流體的動(dòng)力粘度 與（ D ）有關(guān)。A流體的種類(lèi)、溫度、體積C流體的壓力、溫度、體積B流體的種類(lèi)、壓力、體積D流體的種類(lèi)、溫度、壓力2、理想流體指的是（ C ）。A膨脹性為零的流體C粘度為零的流體B壓縮性為零的流體D體積彈性模量為零的流體3、表

7、面力是指作用在（ B ）的力。B流體體積表面上D粘性流體體積上A流體內(nèi)部每一個(gè)質(zhì)點(diǎn)上C理想流體液面上4、重力作用下流體靜壓強(qiáng)微分方程為dp （A ）。AgdzBgdzC dzD gdz5、當(dāng)液體為恒定流時(shí)，必有（A）等于零。A當(dāng)?shù)丶铀俣菳遷移加速度C合加速度D矢量加速度6、若含有個(gè)變量的函數(shù)關(guān)系式中基本物理量為個(gè)。根據(jù) 定理?？蓪⒃摵瘮?shù)關(guān)系式組合成（ B ）個(gè)無(wú)量綱的函數(shù)式。A.B.C. D.7、皮托（ Pitot ）管用于測(cè)量（C ）的儀器。A壓強(qiáng)B流量C點(diǎn)速度D平均流速8、對(duì)流動(dòng)流體應(yīng)用質(zhì)量守恒定律可導(dǎo)出（ D）。A伯努利方程B動(dòng)量方程C能量方程D連續(xù)性方程9、已知某流體在圓管內(nèi)流動(dòng)的雷諾

8、數(shù)Re 2000 ，則該管的沿程阻力系數(shù) （ A ）。A0.032B0.064C 0.128D 0.25610、層流的沿程水頭損失與管截面上的平均流速的（D ）成正比。A 二分之一次方B1.75 次方C二次方D一次方11、 邊界層的基本特征之一是（ A 邊界層內(nèi)流體的流動(dòng)為層流 C邊界層厚度沿流動(dòng)方向逐漸減薄B ）。B邊界層內(nèi)粘性力與慣性力為同一數(shù)量級(jí)D 邊界層內(nèi)流體的流動(dòng)為湍流12、 指出下列論點(diǎn)中的錯(cuò)誤論點(diǎn)： （CA點(diǎn)源的圓周速度為零C有旋流動(dòng)也稱(chēng)為有勢(shì)流動(dòng)B渦流的徑向速度為零D平行流的等勢(shì)線(xiàn)與流線(xiàn)相互垂直三、判斷題 1相對(duì)壓強(qiáng)的計(jì)算起點(diǎn)是標(biāo)準(zhǔn)大氣壓。 2恒定流一定是均勻流。 （ F 3總

9、水頭線(xiàn)沿程可升、可降。 （ F 5. 靜水壓強(qiáng)的方向是垂直指向作用面。 6、有壓管路中管徑 d 與水力半徑 7、平底坡可能產(chǎn)生均勻流。 （ 9、恒定流中流線(xiàn)與跡線(xiàn)重合。R 的比值F（T)T d / R= 4 。)10、任意受壓面上的平均壓強(qiáng)等于該受壓面形心處的壓強(qiáng)。 11、水流總是從壓強(qiáng)大的地方向壓強(qiáng)小的地方流動(dòng)。（12、同樣條件下直接水擊比間接水擊更不安全。（ ）答案：正確13 、在正坡非棱柱渠道內(nèi)可以形成均勻流。 （ ）答案：錯(cuò)誤（ ）答案：錯(cuò) ）答案：錯(cuò)誤14、在并聯(lián)管道中， 若按長(zhǎng)管考慮， 則支管長(zhǎng)的沿程水頭損失較大，支管短的沿程水頭損失 較小。（ F ）15、在恒定均勻流中，沿程水頭

10、損失與速度的平方成正比。（ F ）16、液體的粘滯性只在流動(dòng)時(shí)才表現(xiàn)出來(lái)。 （ T ） 17、對(duì)于液體而言，質(zhì)量力與液體體積成正比，故質(zhì)量力又稱(chēng)為體積力。（ T ）在相對(duì)靜止的同種、連通、均質(zhì)液體中，等壓面就是水平面。 （ F ） 水力坡度是指單位長(zhǎng)度流程的水頭損失。 （ T ） 急變流不可能是均勻流。 （ T ）恒定流是指流場(chǎng)內(nèi)任意兩點(diǎn)間的流速矢量相等。 （ F ） 對(duì)于已經(jīng)建成的渠道，無(wú)論其過(guò)流量是多少，底坡的性質(zhì)（緩坡、陡坡、或臨界坡）均已確 定。（ F ） 尺寸相同的收縮管中，總流的方向改變后，水頭損失的大小并不改變。 （ F ）1、在連續(xù)介質(zhì)假設(shè)的條件下，液體中各種物理量的變化是連續(xù)

11、的。（ ）2、管道突然擴(kuò)大的 局部水頭損失系數(shù)的公式是在 沒(méi)有任何假設(shè) 的情況下導(dǎo)出 的。 （）3、當(dāng)管流過(guò)水?dāng)嗝媪魉侔磼佄锞€(xiàn) （對(duì)數(shù)）規(guī)律分布時(shí)，管中水流為紊流。 （）4、紊流實(shí)質(zhì)上是非恒定流。（ ）5、液體的粘性是引起液流水頭損失的根源。（ ）6、尼古拉茲試驗(yàn)是研究管道沿程水頭損失隨雷諾數(shù)和相對(duì)粗糙度的變化關(guān)系 的試 驗(yàn)。 （）7、水躍只能發(fā)生于平底明渠中。（）8、其它條件相同時(shí)，實(shí)用堰的流量系數(shù)大于寬頂堰的流量系數(shù)。（ ）9、區(qū)別薄壁堰、實(shí)用堰和寬頂堰，只取決于堰壁厚度。 （）10、在滲流模型中，任意一微小過(guò)水?dāng)嗝娴钠骄鶟B流流速u(mài) 應(yīng)比該斷面實(shí)際滲流的真實(shí)斷面平均流速 u 小。 （ ）1

12、1、流網(wǎng)存在的充分必要條件是恒定滲流。（）12、牛頓內(nèi)摩擦定律只適用于管道中的層流。（）13、有壓長(zhǎng)管道是認(rèn)為水頭全部消耗在沿程水頭損失上。（ ）14、串聯(lián)長(zhǎng)管道各管段的水頭損失可能相等，也可能不相等。（ ）15、均勻緩流只能在緩坡上發(fā)生，均勻急流只能在陡坡上發(fā)生。（ ）16、當(dāng)下游水位高于薄壁堰頂時(shí)，一定是淹沒(méi)出流。（ ）17、不可壓縮液體連續(xù)性微分方程只適用于恒定流。（）1. 一切流體都是牛頓流體。（油漆） 2流體靜壓強(qiáng)的方向不一定垂直于受力面的內(nèi)法線(xiàn)方向。 3平衡流體等壓面微分方程為Xdx Ydy Zdz 0 4過(guò)水?dāng)嗝娑际瞧矫妗?5實(shí)際流體圓管層流的平均流速是最大流速的一半。6在紊流狀

13、態(tài)下，能量損失包括流體層之間的內(nèi)摩擦力損失和流體層之間相互混雜、能量 交換而引起的附加損失。 7尼古拉茨試驗(yàn)的水力光滑管區(qū)阻力系數(shù)與雷諾數(shù) Re無(wú)關(guān)。8局部損失通用計(jì)算公式為2v hjj 2g9只要流體流過(guò)面積的大小和形狀不變的過(guò)水?dāng)嗝?，這種流動(dòng)稱(chēng)為均勻流動(dòng)。10在質(zhì)量力只有重力的作用下，實(shí)際流體微小流束的伯努力方程為z122 p1 2v1g2 z2 p2 2v2g21、在連續(xù)介質(zhì)假設(shè)的條件下，液體中各種物理量的變化是連續(xù)的。（）u 應(yīng)比該斷面實(shí)際滲流的真實(shí)斷）11、流網(wǎng)存在的充分必要條件是恒定滲流。12、牛頓內(nèi)摩擦定律只適用于管道中的層流。 道是認(rèn)為水頭全部消耗在沿程水頭損失上。 （ ） 1

14、4、串聯(lián)長(zhǎng)管道各管段的水頭損失可能相等，也可能不相等。 15、均勻緩流只能在緩坡上發(fā)生，均勻急流只能在陡坡上發(fā)生。 16、當(dāng)下游水位高于薄壁堰頂時(shí)，一定是淹沒(méi)出流。） ） 13、有壓長(zhǎng)管（）（） ） 17、不可壓縮液2、管道突然擴(kuò)大的局部水頭損失系數(shù) 的公式是在沒(méi)有任何假設(shè)的情況下導(dǎo)出的。（）3、當(dāng)管流過(guò)水?dāng)嗝媪魉侔磼佄锞€(xiàn)規(guī)律分布時(shí)，管中水流為紊流。（ ）4、紊流實(shí)質(zhì)上是非恒定流。（ ） 5、液體的粘性是引起液流水頭損失的根源。 （ ） 6、尼古拉茲試驗(yàn)是研究管道沿程水頭損失隨雷諾數(shù)和相對(duì)粗糙度的變化關(guān)系的試驗(yàn)。 （）7、水躍只能發(fā)生于平底明渠中。（ ）8、其它條件相同時(shí)， 實(shí)用堰的流量系數(shù)大

15、于寬頂堰的流量系數(shù)。（ ） 9、區(qū)別薄壁堰、實(shí)用堰和寬頂堰，只取決于堰壁厚度 。 （ ）10、在滲流模型中，任意一微小過(guò)水?dāng)嗝娴钠骄鶟B流流速 面平均流速 u 小。體連續(xù)性微分方程 x y z 只適用于恒定流。（） 1當(dāng)平面水平放置時(shí)，壓力中心與平面形心重合。對(duì)2一個(gè)工程大氣壓等于 98kPa,相當(dāng)于 10m 水柱的壓強(qiáng)。對(duì) 3靜止液體自由表面的壓強(qiáng)，一定是大氣壓。錯(cuò) 4靜止液體的自由表面是一個(gè)水平面，也是等壓面。對(duì) 5當(dāng)靜止液體受到表面壓強(qiáng)作用后，將毫不改變地傳遞到液體內(nèi)部各點(diǎn)。對(duì) 6當(dāng)相對(duì)壓強(qiáng)為零時(shí)，稱(chēng)為絕對(duì)真空。錯(cuò) 7某點(diǎn)的絕對(duì)壓強(qiáng)小于一個(gè)大氣壓強(qiáng)時(shí)即稱(chēng)該點(diǎn)產(chǎn)生真空。對(duì) 8流場(chǎng)中液體質(zhì)點(diǎn)通

16、過(guò)空間點(diǎn)時(shí)，所有的運(yùn)動(dòng)要素不隨時(shí)間變化的流體叫恒定流。對(duì) 9恒定流時(shí)，流線(xiàn)隨的形狀不隨時(shí)間變化，流線(xiàn)不一定與跡線(xiàn)相重合。錯(cuò) 10漸變流過(guò)水?dāng)嗝嫔蟿?dòng)水壓強(qiáng)的分布規(guī)律可近似地看作與靜水壓強(qiáng)分布規(guī)律相同。對(duì) 11流線(xiàn)是光滑的曲線(xiàn)，不能是折線(xiàn)，流線(xiàn)之間可以相交。錯(cuò) 12一變直徑管段， A 斷面直徑是 B 斷面直徑的 2 倍，則 B 斷面的流速是 A 斷面流速的 4 倍。對(duì) 13彎管曲率半徑 Rc 與管徑 d 之比愈大，則彎管的局部損失系數(shù)愈大。錯(cuò) 14隨流動(dòng)雷諾數(shù)增大，管流壁面粘性底層的厚度也愈大。錯(cuò) 15水泵的揚(yáng)程就是指它的提水高度。錯(cuò)16管嘴出流的局部水頭損失可有兩部分組成，即孔口的局部水頭損失及

17、收縮斷面出突然縮小產(chǎn)生的局部水頭損失。錯(cuò) 17當(dāng)流速分布比較均勻時(shí)，則動(dòng)能修正系數(shù)的值接近于零。錯(cuò)18流速分布越不均勻，動(dòng)能修正系數(shù)的值越小。錯(cuò)19在水流過(guò)水?dāng)嗝婷娣e相等的前提下，濕周愈大，水力半徑愈小。對(duì)20圓形管的直徑就是其水力半徑。錯(cuò)21為了減少摩擦阻力，必須把物體做成流線(xiàn)型。錯(cuò)22在研究紊流邊界層的阻力特征時(shí)， 所謂粗糙區(qū)是指粘性底層的實(shí)際厚度 小于粗糙高度。 對(duì) 23水泵的安裝高度取決于水泵的允許真空值、供水流量和水頭損失。對(duì)24大孔口與小孔口都可認(rèn)為其斷面上壓強(qiáng)、流速分布均勻， 各點(diǎn)作用水頭可以認(rèn)為是一常數(shù)。錯(cuò)18、下列壓強(qiáng)分布圖中哪個(gè)是錯(cuò)誤的？18B ；19、如圖所示，下述靜力學(xué)

18、方程哪個(gè)正確？ 19B；第 1 章 緒論1.1 若某種牌號(hào)的汽油的重度為 7000N/m 3，求它的密度 。7000N/m33解：由 g 得， 2 714.29kg/m3g 9.8m/ m1.2 已知水的密度 =997.0kg/m 3，運(yùn)動(dòng)黏度 =0.893×10-6m2/s，求它的動(dòng)力黏度。解： v 得，997.0kg/m3 0.893 10 6m2/s 8.9 10 4Pa s1.3 一塊可動(dòng)平板與另一塊不動(dòng)平板同時(shí)浸在某種液體中，它們之間的距離為 0.5mm， 可動(dòng)板若以 0.25m/s 的速度移動(dòng)， 為了維持這個(gè)速度需要單位面積上的作用力為2N/m2，求這兩塊平板間流體的動(dòng)力

19、黏度 。解：假設(shè)板間流體中的速度分布是線(xiàn)性的，則板間流體的速度梯度可計(jì)算為由牛頓切應(yīng)力定律dydudyu 0.25y 0.5 10 3500s 1，可得兩塊平板間流體的動(dòng)力黏度為dy4 10 3Pa s流體靜力學(xué)2.10 如圖示為一側(cè)有水的傾斜安裝的均質(zhì)矩形閘門(mén)，其寬度0b=2m ，傾斜角60 ，鉸鏈中心 O 位于水面以上 C=1m ，水深 h=3m ，求閘門(mén)開(kāi)啟時(shí)所需鉛直向上的提升力T，設(shè)閘門(mén)重力 G=0.196 ×105N。解：建立坐標(biāo)系 O-xy，原點(diǎn)在 O 點(diǎn)，Ox 垂直于閘門(mén)斜向下， Oy沿閘門(mén)斜向下，浸在 水中的閘門(mén)上的作用力 （不計(jì)大氣壓力）為F hC Ah bhC2

20、sin60h0zC JC CsinzCA sin60h2sin 60b ( h )312 sin60h bh()2sin 60 sin60Csin602h3sin 60設(shè)壓力中心為 D 到 ox 軸的距離為 zD ，則有當(dāng)閘門(mén)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)， F 與 G 產(chǎn)生的合力矩與提升力 T 產(chǎn)生的力矩相等，則有T(C h) bh2 C 2h h C( ) Gtan60 2sin 60 sin60 3sin 602 tan 60則 T 大小為1.63 105Nbh2 C 2h/3 G 9810 2 32 1 2 3/ 3 0.196 105sin 2 C h 2 sin120 1 3 22.14 如圖示，為一儲(chǔ)水

21、設(shè)備，在 C點(diǎn)測(cè)得絕對(duì)壓強(qiáng)為 p=19600N/m2 ，h=2m ， R=1m，求半球曲面 AB 的垂直分力。p p h解：由題意得 pAB p 2 ，解得pAB S F GF pAB S G (p 2h)S2 R2310257.33N1、 矩形平板閘門(mén) AB ，一側(cè)擋水，已知長(zhǎng) L=2m， 寬 b=1m， 形心點(diǎn)水深 hc=2m，傾角 =45°，閘門(mén)上緣 A 處設(shè)有轉(zhuǎn)軸， 忽略閘門(mén)自重及門(mén)軸摩擦力， 求開(kāi)啟閘門(mén)所需拉力 對(duì)舉行荷載： F1 (hc l cos45 ) lb 25.34kN(l cos 45 )(1)對(duì)三角形荷載： F2lb 13.86 KN(2)T。對(duì) A 點(diǎn)取力矩

22、得：l 2 lF F Tl cos1 2 2 3T (3 4 ) / 2 cos345(3)45 30 .98 kNor p gh c lb 30 .2knIcy d y c c 2.946 my c A答：開(kāi)啟閘門(mén)所需拉力 T 為 30.98kN2. 如圖所示一球形封閉容器由兩個(gè)半球面鉚接而成，上、下半球面所受靜止液體總壓力的鉛垂分力之比內(nèi)盛密度為 的液體，試求 H 為多少時(shí)，F(xiàn)z上 / Fz下 1/2？解：222 H R23 RR 2 H R23 R 3根據(jù)題意F z上 / FZ 下解得 H R流體運(yùn)動(dòng)學(xué)123Q0abcd123QQQQ題 3.14 圖dA =45cm ， dB =30cm

23、 ， dC =20cm ， dD =15cm ，vA =2m/s ， vC =4m/s ，試求 vB ， vD 。解：由公式 Q Au const 得AAvA dA2vAAAvA ABvB ，得 vBA AA2A 4.5m/sABdBAAvA ACvC ADvD ，得 vD AAvA ACvC dAvA 2dCvC 10.9m/s A A C C D D DADdD23.14 送風(fēng)管的斷面面積為 50cm×50cm，求通過(guò) a,b,c,d 四個(gè)送風(fēng)口向室內(nèi)輸送空氣。已知送風(fēng)口斷面面積為 40cm×40cm，氣體平均速度為 5m/s，試求通過(guò)送風(fēng)管過(guò)流斷面 1-1 、2-2、

24、3-3 的流速和流量。1解：由于 a,b,c,d 四個(gè)送風(fēng)口完全相同，則 Qa Qb Qc QdQ04流斷面 1-1、 2-2、 3-3 的流量分別為：311Q1 1QbQcQdQ0 ， Q2 2QcQdQ0 ， Q3 3QdQ0424由 A1v 4A2v ，得四個(gè)送風(fēng)口的流速為 v 12.8m/sA1v A2v由 A1v A2 v A1v1 1 得，斷面 1-1 流速 v1 1 1 2 9.6m/s1 2 1 1 11 1A1Av 2A v由 A1v 2A2v A1v2 2得，斷面 2-2 流速 v2 21 2 6.4m/s1 2 1 2 2 2 2A1斷面 3-3 流速 v3 3 A2 v

25、 3.2m/s3 3 A1第 4 章 流體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)4.3 水銀壓差計(jì)連接在水平放置的汾丘里流量計(jì)上， 如圖。今測(cè)得其中水銀高差 h=80mm, 已知 D=10 厘米， d=5 厘米，汾丘里流量計(jì)的流量系數(shù) =0.98。問(wèn)水通過(guò)流量計(jì)的實(shí)際流量 為若干？其中 d2A1 (Dd )2 4，dA22 2g2 13.61 1g1 113.6題 4.7 圖實(shí)際流量為 Q ' Q 0.0637 0.0205m3/s0.984.8 流體從長(zhǎng)的狹縫流出，沖擊一斜放的光滑平板，如圖所示，試求流量分配及作用在 平板上的力。 (按理想流體計(jì))解：建立直角坐標(biāo)系 O-xy， Ox軸沿光滑平板斜向上， Oy軸

26、垂直于平板斜向左上列質(zhì)量守恒方程： v0 A0 v0A1 v0A2 ，即 A0 A1 A2 同時(shí)，取 0-0，1-1 和 2-2 截面間的控制體，列 x方向的動(dòng)量守恒方程(因忽略摩擦力， 所以 Fx 0)： Fx qmv11q vm22 q v0m0cos即v12A1v22A2v02A0 cos0 通過(guò)式和可得到A1A0 (1c o s) ， A2A0 (1 cos)22對(duì)控制體，列 y 方向的動(dòng)量守恒方程：Fy 0qm0v0 sin即作用在平板上的力為： Fyv02 A0sin4.9 如圖所示 , 虹吸管將A 池中的水輸 入 B 池 ,已知管長(zhǎng) l1 3m,l2 5m,直 徑d 75mm ,

27、兩池的水面高差 H 2m ,最大超高 h 1.8m,進(jìn)口阻力系數(shù) e=n1.0 ，出口阻力 系數(shù) e=x1.0，轉(zhuǎn)彎的阻力系數(shù) b=0.2，沿程阻力系數(shù) =0.025 ，求流量 Q 及管道 C 點(diǎn)的真 空度。題 4.9 圖解：取 A 池液面為位置水頭零位，對(duì)面11、22列 Bernoulli 方程2 22 2p0 u12 u2 en h p2 u2l1 u22g 2g2gd 2gu1 0 )取 B 端為位置水頭零位，對(duì)面2 2、 3 3 列 Bernoulli 方程(h H)2p2 u22g2 2 2 2 p02ug2ld2 2ug2b 2ug2ex 2ug2聯(lián)立解得： p2 73560Pa，

28、 u 2.58m/s流量 Q Au3u 0.0114m 3/sC 點(diǎn)的真空度為 73560Pa4.10 水流通過(guò)水平變截面直角彎管，已知進(jìn)口dA=25cm，pA=180KPa，QA=0.12m3s，出口 dB=20cm ，求水流對(duì)彎管壁的作用力。不計(jì)水頭損失。解：進(jìn)口端流速為 uA QAAdQA2A 4 2.45m/s，進(jìn)口端流速為 uB QBAdQB2A 4 3.82m/s22列 Bernoulli 方程 g 2g g 2g ，得 p2 175.7kPa水流對(duì)彎管壁的作用力的分力F1 pA A (0 QAvA) 9125.25NF2pB B ( QAvB 0) 5975.38N所以水流對(duì)彎管

29、壁的作用力為 FF12 F22 10907.58N題 4.11 圖2有一水平噴嘴，如圖所示， D1 =200mm 和 D2 =100mm ，噴嘴進(jìn)口水的絕對(duì)壓強(qiáng)為345kPa，出口為大氣， pa =103.4kPa，出口水速為 22m/s。求固定噴嘴法蘭螺栓上所受的力 為多少？假定為不可壓縮定常流動(dòng)，忽略摩擦損失。 解 螺栓上所受的力等于水對(duì)噴嘴的作用力,與噴嘴對(duì)水的作用力大小相等方向相反設(shè)噴嘴對(duì)水的作用力為 R取噴嘴入口、出口和噴嘴壁面為控制面，列控制體內(nèi)水的動(dòng)量方程：qV (v2 v1) p1A1 p2A2 Ra）又由連續(xù)性方程：qV v1 A1 v2A2b）解（ a）、（b）可得： R

30、-7171.76（N）則，螺栓上所受得力為 7171.76 N3 如 圖，水以 V=10m/s 的速度 從內(nèi)徑 為 50mm的噴管中噴出，噴 管 的一端則 用螺栓 固 定在內(nèi)徑 為 100mm水管的法蘭上，如不 計(jì)損失 ，試求作用在連 接螺栓 上的拉力。d12解：由連續(xù)方程2V d224V1 故d2 2 10 50 2d11002.5m/s對(duì)噴管的入口及出口列總流伯努利方程p1 V12 p V 22g 2g其中p1得p022 2 2V 2 V12 0.5 1 000 102 2.52 46 875N/m 2習(xí)題4. 15圖取控制面 ,并建立坐標(biāo)如圖 ,設(shè)噴管對(duì)流體的作用力為 F 。 動(dòng)量定理為

31、FxVnVxdAAF p1 d12 1 000 ( V1)V1 d12 1 000VV d22即 4 4 4F 46 8750.12 1 000 2.520.12 1 000 1020.052故 4 4 4220.8N則作用在連接螺栓上的拉力大小為 220.8 N 方向同 F 方向相反 .4、矩形斷面的平底渠道，其寬度B 為 2.7m ，渠底在某斷面處抬高0.5m ，抬高前的水深為2 m ，抬高后的水面降低 0.15m ，如忽略邊壁和底部阻力。 試求（ 1）渠道的流量。 （ 2）水對(duì)抬高斷面的作用力。2解： A1 2.7 2 5.4m2A2 2.7 （2 0.65） 3.645m2v1 v2

32、A22 1 2 A1列 1-1 和 2-2 斷面能量方程：222 0 v1 1.85 0 v2v2 2.32m/ s2g 2g 2Q v2 A2 8.47m3 /s3.645v1 2.32 1.566m/s Fp1 Fp2 F' Q(v2 v1)5.4F' Fp1 Fp2 Q(v2 v1) gbh12 /2 gbh22 /2 Q(v2 v1)22.46KN6.6 如圖所示從一平水箱中引出一條長(zhǎng)50m，直徑為 100mm 的管道，在管中間安裝一個(gè)閘閥 （處于半開(kāi) ），局部阻力系數(shù)為 2.5。當(dāng)水頭 H=4.0m 時(shí)，已知其沿程阻力系數(shù)為 0.025， 試求此時(shí)的流量，井繪出水管的

33、總水頭線(xiàn)和測(cè)壓管水頭線(xiàn)。l u20. 0l2 5u得 d2g解 ： 進(jìn) 口 損 失 系 數(shù) 為 0.5， 所 以 由22H 0 .5u2. u52g 2g流速 u 2.25m/s流量為 Q uA 0.0177m3/s水管的總水頭線(xiàn)和測(cè)壓管水頭線(xiàn)為：6.7 有一如圖所示的水平突然擴(kuò)大管路， 已知直徑 d1=5cm，直徑 d2=10cm ，管中水流量 Q=0.02m 3 s。試求 U 形水銀壓差計(jì)中的壓差讀數(shù) h。題 6.6 圖 題 6.7 圖 解：U 形水銀壓差計(jì)兩口之間伯努利方程為：222p1u1u2p2u22g2g2g局部阻力系數(shù)( A2 1)2 9，流速 u1 Q 10.19m/s ， u

34、2 Q 2.55m/sA1A1A2p1 p210u22 u12得( 1 2)g h 10u22 u122g 2g2g2g所以 h 22g(1(0u12 u21) 157mm6.10 為測(cè)定 90°彎管的局部水頭損失系數(shù) 值，可采用如圖所示的裝置。巳知 AB 段管 長(zhǎng)為 10m，管徑為 50mm，在阻力平方區(qū)情況下， 沿程阻力系數(shù) 為 0.03。今通過(guò)流量為 2.74L s，管中水流處于阻力平方區(qū)，測(cè)得1、 2 兩側(cè)壓管的水面高差 h 為 62.9cm 。試求彎管的局部水頭損失系數(shù) 。22 22解：列伯努利方程 p1 up2 u l u u2g2gd 2g2g其中流速Q(mào) 2.74 10

35、 3u 2 2 1.395m/s d2 /40.052/4彎管的局部水頭損失系數(shù)為2ug2 pdl 2ug2 h dl 0.335題 6.12 圖6.12 水池中引出一根具有三段不同直徑的水管，如圖所示，已知直徑 d=50mm ，D=200mm，l=100m，H=12m，局部阻力系數(shù) 進(jìn)0.5，閥5.0，沿程阻力系數(shù) 0.03，求 管中通過(guò)的流量和流態(tài)（水的運(yùn)動(dòng)粘度 0.0101cm2/s）。AD解：管徑突擴(kuò)時(shí) 1 ( 2 1)2 ( 2 1)2 9 ，管徑突縮時(shí) 2 0.42A1d設(shè)水在粗管中的流速為 u2 u ，則在細(xì)管中的流速為 u1 16u2222222u1u2u1u15lu1lu22

36、438.72u由 H 0.5 19 2 0.42 15 112解得2g2g2g2g2d2gD2g2gu 0.07674m/s ，所以流量uA2u D242.41 10 3 m3/s細(xì)管中雷諾數(shù)為 Re1 u1dv16 0.07674 60.05 6.1 104 ，1.01 10 6紊流粗管中雷諾數(shù)為 Re2 u2vD 0.10.7061741006.2 1.53 104 ，紊流得d4Q0.937m0.82 2gH6.14 離心式風(fēng)機(jī)可采用如圖所示的集流器來(lái)測(cè)量流量，已知風(fēng)機(jī)入口側(cè)管道直徑 d=400mm ，U 形管讀數(shù) h100mmH2O, 水與空氣的密度分別為3水 1000kg/ m流動(dòng)的能

37、量損失，求空氣的體積流量由伯努利方程3m , 忽略000 p 02v2g2pp由靜力學(xué)方程p 水gh 0 p - 水 gh （2分）代入qv2gh 水2 9.807 0.11000 40.43m/s1.2v d24240.43 4 （0.4）25.08m3/s （3分）第 7 章 管路計(jì)算題 7. 1 圖1 離心式水泵的吸水管路如圖所示。已知d=100mm ， l=8m，沿程阻力系數(shù) =0.025 ，Q=20L/s ，泵進(jìn)口處最大允許真空度為 pv=68.6kPa。此管路中有濾水網(wǎng)一個(gè)，局部阻力系數(shù) 網(wǎng)=4.5， 90°圓彎頭兩個(gè)， 彎=0.1。問(wèn)允許安裝高度 Hs 為若干？22 p

38、v Hs 5.72ug2dl 2ug2解：列水面與泵進(jìn)口伯努利方程u2 l u22 2 2 2 paHs4.52ug20.22ug2dl 2ug2papv2ug2由于 u 2A0.12 /4Q 20 102.55m/s ，所以 H s pv 5.7 4.45ms 2g d 2g2、由水位相同的兩貯水池 A、B 沿著 L1 200m，L2100m，d1200mm，d2 100mm的兩根管子流入 L3500m，d3250mm 的總管，并注入水池水中。 求： 當(dāng) H40m，120.02，30.025時(shí)，求排入 C 中的總流量（不計(jì)閥門(mén)損失）15分）解：解：管 1 和管 2 并聯(lián)，此并聯(lián)管路又與管 3

39、 串聯(lián)，因此2l1 v12l3 v3H12d1 2gd3 2g22l1 v1l 2 v212d1 2gd2 2gv3 A3 v1A1 v2A21）（2）3）由（2）得(v1)2v22l2d11，1l1d2v1 v2題4圖由( 3)得 v3A3 v1 0.8v11）得H2l1 v12d1 2g3l3d1 v31l1d3 v12.6 1l1d1 2g將 H 、 1 l1 d1V 1=3.8841m/s ； V3=0.8V1=3.1073m/s ；3Q3=V3A3=0.1525m3/s5、L0圖示一管路系統(tǒng)， CD管中的水由 A、B 兩水池聯(lián)合供應(yīng)。已知 L1 800米、 L2 600 米，d1 0.2 米， d0 0.25 米， 1 0.026， 2 0.026 ， Q0 100升/秒。求 Q1、Q2及 d2。800米，0.025解：D 應(yīng)用伯努力方程35 1 hf1hf034 0.025 8000.25 2g d1 (4 02.1)2 0.02602Q130.056m3 / sQ23Q0 Q1 0.1 0.056 0.044m3 / s29 0.025 800 1 (4 02.1)2 0.026600 1 (4 0.0244)20.252gd022d2 2gd22d25 0.0002083 0.184m30。6 求如圖所 示管路 系統(tǒng)中的輸水 流量