工程流體力學(xué)全試題庫11

六、根據(jù)題目要求解答下列各題,水面均為大氣壓強(qiáng)。確定圓弧形閘門AB上作用的靜水總壓力與作用方向。靜水總壓力P2=P2+P2,合力作用線通過圓弧形閘門的圓心。2、圖示一跨河倒虹吸圓管，管徑d=0.8m,長1=50m,兩個300折角、進(jìn)口和出口的局部水頭損失系數(shù)分別為51=0.2,ξ2=0.5,53=1.0,沿程水頭損失系數(shù)λ=0.024,上下游水位差F3m。若上下游流速水頭忽略不計，求通過倒虹吸管的流量Q。解：按短管計算，取下游水面為基準(zhǔn)面，對上下游渠道內(nèi)的計算斷面建立能量方程計算圓管道斷面的水力半徑和局部水頭損失系數(shù)將參數(shù)代入上式計算，可以求解得到即倒虹吸管內(nèi)通過的流量為2.091m3/s。3、某水平管路直徑d=7.5cm,末端連接一漸縮噴嘴通大氣(如題圖),噴嘴出口直徑d=2.0cm。用壓力表測得管路與噴嘴接頭處的壓力F(可取動量校正系數(shù)為1)解：列噴嘴進(jìn)口斷面1—1和噴嘴出口斷面2—2的連得噴嘴流量和出口流速為：對于噴嘴建立x方向的動量方程X4、有一矩形斷面混凝土渡槽，糙率F0.014,底寬b=1.5m,槽長L=120m。進(jìn)口處槽底高程Z=52.16m,出口槽底高程Z?=52.04m,當(dāng)槽中均勻流水深h=1.7m時，試求渡槽底坡i和通過的流量Q。解：(1)∴該流動為有勢流動。∴速度勢為：∴流函數(shù)為：2.如圖所示，兩圓筒內(nèi)裝的是水，用管子連接。第一個圓筒的直徑d?=45cm,其活塞上受力F?=320N,密封氣體的計示壓強(qiáng)為981.0Pa;第二個圓筒的直徑d?=30cm,其活塞上受力F?=490N,開孔通大氣。若不計活塞重量，求平衡狀態(tài)時兩活塞的高度差h。P=P?1=9806N/m3,γ?=12000N/m3,γ?=460板上的合力，以與作用在B點的合力矩。閘門寬B=2m,γF?'=p?ghA?=9806×2×3×2=11F?"=P?gh?A?=12000×1.5×3×2=10F?=p?gh?A?=46000×2.5F☆=F?-F?-F?=1150000-39224-4.圖示為水自壓力容器定常出流，壓力表讀數(shù)為10atm,H=3.5m,管嘴直徑D?=0.06m,D?=0.12m,試求管嘴上螺釘群共受多少拉力?計算時管嘴內(nèi)液體本身重量不計，忽略一切損失。解：對容選管嘴表面和管嘴進(jìn)出口斷面所圍成的體積為控制體，列動量方對管嘴的進(jìn)出口斷面列伯努利方程，得P=981986.77(Pa)5.如圖示，水流經(jīng)彎管流入大氣，已知d=100mm,d?=75mm,v?=23m/s,不計水頭損失，求彎管上所受的力。對彎管的進(jìn)、出口截面列伯努利方選彎管所圍成的體積為控制體，對控制體列動量方程：p,(?,-v?)=Fay+Fmz+F=FFmhy=1168.5(N)Fy6.已知油的密度p=850kg/m2,粘度μ=0.06Pa.s,在圖示連接兩容(1)管內(nèi)的流量為多少?(2)在管路中安一閥門，當(dāng)調(diào)整閥門使得管內(nèi)流量減小到原來的一半時，問閥門的局部損失系數(shù)等于多解：(1)對兩容器的液面列伯努利方程，得：設(shè)λ=0.03,代入上式，得v=3.?三HZ故，令λ=λ’=0.0291,代入(1)得：v=3.306(m/s)則則7.為確定魚雷阻力，可在風(fēng)洞中進(jìn)行模擬試驗。模型與實物的比例尺為1/3,已知實際情況下魚雷速度v,=6km/h,海水密度pp=1200kg/m3,粘度v。=1.145×10?m2/s,空氣的密度p=1.29kg/m3,粘度v=1.45×10?m2/s,試求：(1)風(fēng)洞中的模擬速度應(yīng)為多大?(2)若在風(fēng)洞中測得模型阻力為1000N,則實際阻力為多少?解：已知7.流體通過孔板流量計的流量qv與孔板前、后的壓差△P、管道的內(nèi)徑d、管內(nèi)流速v、孔板的孔徑d、流體密度p和動力粘度μ有關(guān)。試用π定理導(dǎo)出流量qv的表達(dá)式。(dim△P=ML'T2,dimμ=ML-解：設(shè)q=f(△P,d,v,d,p,μ)選d,v,p為基本變量d?=π?p?v*dμ=π?P?v*-d?由量綱一致性原則，可求得：8.如圖所示，由上下兩個半球合成的圓球，直徑d=2m,球中充滿水。當(dāng)測壓管讀數(shù)H=3m時，不計球的自重，A-A所受的拉力。(1)上半球固定在支座上。解：(1)上半球固定在支座上時(2)下半球固定在支座上時9.新設(shè)計的汽車高1.5m,最大行駛速度為108km/h,擬在風(fēng)洞中進(jìn)行模型試驗。已知風(fēng)洞試驗段的最大風(fēng)速為45m/s,試求模型的高度。在該風(fēng)速下測得模型的風(fēng)阻力為1500N,試求原型在最大行駛速度時的風(fēng)阻。又cm,入口處水平均流速v?=2.5m/s,靜壓p?=6.86×10?Pa(計示壓pq,(V?x-V?x)=F-p?A?pq,(v?y-v?y)=F?-pAF,=pq,(v?y-v?)+p?A11.小球在不可壓縮粘性流體中運動的阻力F?與小球的直徑D、等速運動的速度v、流體的密度p、動力粘度μ有關(guān)，試導(dǎo)出阻力的表達(dá)式。解：設(shè)F?=f(D,v,p,μ)選D、v、p為基本變量F?=π?p?vD9μ=π?P?2v?-D2上述方程的量綱方程為：度p。=850kg/m3,盛有水銀的U形測壓管的液面距水面的深度h?=60cm,水銀柱的高度低于油面h=50cm,水銀的密度png=13600kg/m2,試求油面上的計示壓強(qiáng)(15分)。=13600×9.8×(0.4+0.6-0.5)-850pq,(V??-V?)=Fx+Fm?x+Fm=-P?14.為測定90°彎頭的局部