工程流体力学全试题库11

六、根据题目要求解答下列各题,水面均为大气压强。确定圆弧形闸门AB上作用的静水总压力与作用方向。静水总压力P²=P²+P²,合力作用线通过圆弧形闸门的圆心。2、图示一跨河倒虹吸圆管，管径d=0.8m,长1=50m,两个300折角、进口和出口的局部水头损失系数分别为51=0.2,ξ2=0.5,53=1.0,沿程水头损失系数λ=0.024,上下游水位差F3m。若上下游流速水头忽略不计，求通过倒虹吸管的流量Q。解：按短管计算，取下游水面为基准面，对上下游渠道内的计算断面建立能量方程计算圆管道断面的水力半径和局部水头损失系数将参数代入上式计算，可以求解得到即倒虹吸管内通过的流量为2.091m³/s。3、某水平管路直径d=7.5cm,末端连接一渐缩喷嘴通大气(如题图),喷嘴出口直径d=2.0cm。用压力表测得管路与喷嘴接头处的压力F(可取动量校正系数为1)解：列喷嘴进口断面1—1和喷嘴出口断面2—2的连得喷嘴流量和出口流速为：对于喷嘴建立x方向的动量方程X4、有一矩形断面混凝土渡槽，糙率F0.014,底宽b=1.5m,槽长L=120m。进口处槽底高程Z=52.16m,出口槽底高程Z₂=52.04m,当槽中均匀流水深h=1.7m时，试求渡槽底坡i和通过的流量Q。解：(1)∴该流动为有势流动。∴速度势为：∴流函数为：2.如图所示，两圆筒内装的是水，用管子连接。第一个圆筒的直径d₁=45cm,其活塞上受力F₁=320N,密封气体的计示压强为981.0Pa;第二个圆筒的直径d₂=30cm,其活塞上受力F₂=490N,开孔通大气。若不计活塞重量，求平衡状态时两活塞的高度差h。P=P₂1=9806N/m³,γ₂=12000N/m³,γ₃=460板上的合力，以与作用在B点的合力矩。闸门宽B=2m,γF₂'=p₁ghA₂=9806×2×3×2=11F₂"=P₂gh₂A₂=12000×1.5×3×2=10F₃=p₃gh₃A₃=46000×2.5F☆=F₃-F₁-F₂=1150000-39224-4.图示为水自压力容器定常出流，压力表读数为10atm,H=3.5m,管嘴直径D₁=0.06m,D₂=0.12m,试求管嘴上螺钉群共受多少拉力?计算时管嘴内液体本身重量不计，忽略一切损失。解：对容选管嘴表面和管嘴进出口断面所围成的体积为控制体，列动量方对管嘴的进出口断面列伯努利方程，得P=981986.77(Pa)5.如图示，水流经弯管流入大气，已知d=100mm,d₂=75mm,v₂=23m/s,不计水头损失，求弯管上所受的力。对弯管的进、出口截面列伯努利方选弯管所围成的体积为控制体，对控制体列动量方程：p,(₂,-v₁)=Fay+Fmz+F=FFmhy=1168.5(N)Fy6.已知油的密度p=850kg/m²,粘度μ=0.06Pa.s,在图示连接两容(1)管内的流量为多少?(2)在管路中安一阀门，当调整阀门使得管内流量减小到原来的一半时，问阀门的局部损失系数等于多解：(1)对两容器的液面列伯努利方程，得：设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)则则7.为确定鱼雷阻力，可在风洞中进行模拟试验。模型与实物的比例尺为1/3,已知实际情况下鱼雷速度v,=6km/h,海水密度pp=1200kg/m³,粘度v。=1.145×10⁶m²/s,空气的密度p=1.29kg/m³,粘度v=1.45×10⁵m²/s,试求：(1)风洞中的模拟速度应为多大?(2)若在风洞中测得模型阻力为1000N,则实际阻力为多少?解：已知7.流体通过孔板流量计的流量qv与孔板前、后的压差△P、管道的内径d、管内流速v、孔板的孔径d、流体密度p和动力粘度μ有关。试用π定理导出流量qv的表达式。(dim△P=ML'T²,dimμ=ML-解：设q=f(△P,d,v,d,p,μ)选d,v,p为基本变量d₁=π₃p⁴v*dμ=π₄P⁴v*-d⁴由量纲一致性原则，可求得：8.如图所示，由上下两个半球合成的圆球，直径d=2m,球中充满水。当测压管读数H=3m时，不计球的自重，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时(2)下半球固定在支座上时9.新设计的汽车高1.5m,最大行驶速度为108km/h,拟在风洞中进行模型试验。已知风洞试验段的最大风速为45m/s,试求模型的高度。在该风速下测得模型的风阻力为1500N,试求原型在最大行驶速度时的风阻。又cm,入口处水平均流速v₁=2.5m/s,静压p₁=6.86×10⁴Pa(计示压pq,(V₂x-V₁x)=F-p₂A₂pq,(v₂y-v₁y)=F₂-pAF,=pq,(v₂y-v₁)+p₁A11.小球在不可压缩粘性流体中运动的阻力F₀与小球的直径D、等速运动的速度v、流体的密度p、动力粘度μ有关，试导出阻力的表达式。解：设F₀=f(D,v,p,μ)选D、v、p为基本变量F₀=π₁p⁴vD9μ=π₄P⁴²v⁴-D²上述方程的量纲方程为：度p。=850kg/m³,盛有水银的U形测压管的液面距水面的深度h₂=60cm,水银柱的高度低于油面h=50cm,水银的密度png=13600kg/m²,试求油面上的计示压强(15分)。=13600×9.8×(0.4+0.6-0.5)-850pq,(V₂₄-V₁)=Fx+Fm₂x+Fm=-P₂14.为测定90°弯头的局部