流體力學(xué)習(xí)題解答3.doc

習(xí) 題 三 1 平面流動的速度為u=xy，v=xy，求證任一點的速度和加速度方向相同。2 試證明，變截面管道中的連續(xù)性方程為：+=03 流進入一段管道，入口處速度均勻分布，V=0.5m/s，出口處速度分布為u(r)=u1-(), R為管半徑，r是點到管軸線的距離，u為軸線（r=0）處的流速度，求u的值。4 如圖，用水銀壓差計測量油管中的點速度，油的密度=800kg/m，當讀數(shù)=60mm時，油的速度u為多少？ 10題圖5 文丘里管測流量。已知D=25mm，d=14mm，喉部與其上游的壓差為883Pa，流量系數(shù)=0.96，求管中水的流量Q。6 為了測量礦山排風(fēng)管道的氣體流量Q，在其出口處裝有一個收縮，擴張的管嘴，在喉部處安裝一個細管，下端插如水中，如圖。已知=1.25kg/m， =1000 kg/m,h=45mm，d=400mm，d=600mm，求Q。7池的水位高h=4m，池壁有一小孔，孔口到水面高差為y，如圖。如果從孔口射出的水流到達地面的水平距離x=2m，求y的值。16題圖8旋轉(zhuǎn)灑水器兩臂長度不等，若噴口直徑d=25mm，每個噴口的水流量為Q，不計摩擦力矩，求轉(zhuǎn)速。3-18 管流的速度分布為：u=u式中，R為管道半徑，r是點到軸線距離，u是軸線上的速度，n為常數(shù)。試計算動能修正系數(shù)和動量修正系數(shù)和。如果n=1/6和1/7，和的值為多少？ 10在開口水箱液面下h=2m處的壁面開孔并接一條長l=0.5m的水平水管，當管出口閥門打開時，小管的出流速度隨時間變化，求出流速從零到0.95所經(jīng)歷的時間是多少？11水流從水庫的一條長l=1000m，管徑d=1.2m的水平管道引至水輪發(fā)電機，水位h=50m。為減弱管流的壓力波動，管尾處設(shè)有一個直徑D=3.6m的調(diào)壓井。當管道閥門關(guān)閉時，如果管內(nèi)的水發(fā)生振蕩，求調(diào)壓井水面的振蕩周期。21題圖12單位寬度的平板閘門開啟時，上游水位h，下游水位h，試求水流作用在閘門上的力R。 23題圖13水平面的管路在某處分叉，主干管和分叉管的直徑，水流量分別為d夾角，=30，主干管在分叉處的表壓強為8000N/m，試求水流對于此分叉段的作用力。25題圖14一條水平放置的油管有90轉(zhuǎn)彎，已知管徑d=150mm，表壓為20kPa，油的密度，流量Q=20，求流體給彎管的合力的大小和方向。15水由一個壓力容器的噴嘴射出，已知容器內(nèi)水面上的表壓p，水位h=3m，管徑d求水流給噴嘴處的合力。27題圖16一塊與射流方向垂直的平板將射流的流量截成兩部分Q，如果V=30m/s，Q=361m，Q，Q，求偏轉(zhuǎn)角和水流給平板的力。28題圖17直徑為d，流量為Q的水射流沖擊一個對稱的葉片，葉片的轉(zhuǎn)角為，如果葉片以速度u遠離射流而去，求射流對葉片所作的功率P。當u等于多少時，功率P最大？30題圖 3-33偏心管接頭，管徑為d，管距為2h，流體密度為，流速為V，為防止管接頭轉(zhuǎn)動需加多大的力矩？33題圖 參考答案：1 2證：3Q=V 所以4 則 5 7出流速度V=， 因為 ，8 所以Q= 所以 1/n=1/6時，9非定常出流， 令 得10 ， 設(shè)杯中速度為V，管中速度為u, V 2x+ ,所以T=11-R+ 得R=12 , 計算表如下：V V V p p p R R 1.7825m/s 1.5915m/s 2.1221m/s 8000Pa 8322Pa 7337Pa 505N 546N13 ， V=Q/A=1.1318m/s得R=372N，R R=527N14 (p=) V V , 15 0= 因為，所以 又 R= 16射流絕對速度： 射流相對速度： 射流流量 ：（）A 動坐標上： 功率：P=Fu= 求令則（1718因為題3-22左面的箱子屬于小孔定常出流，其出流平