工程流体力学(闻建龙)课后答案(部分).ppt

王常斌2013,第一章绪论第二章流体静力学第三章流体运动学基础第四章流体动力学基础第五章相似理论与量纲分析,工程流体力学,第六章流动阻力与水头损失第七章有压管路、孔嘴计算第八章粘性流体力学基础第九章工程湍流及其应用第十章流体力学实验技术第十一章气体的一元流动第十二章缝隙流动,第二章作业,2-8矩形闸门AB，如图所示。,求：（1）下游无水时的启门力（2）下游有水时的启门力,解：（1）下游无水时的启门力,根据题意，可列关于A点的力矩平衡方程,（2）下游有水时的启门力,作业解答,3-1已知不可压缩流体平面流动流速场vx=xt+2y,vy=xt2-yt；求当t=1s时，点A(1，2)处液体质点加速。,解,作业解答,3-2已知平面不可压缩流体的流速分量为vx=1-y，vy=t。求1）t=0时过（0，0）点的迹线方程。2）t=1时过（0，0）点的流线方程。,解1）,由方程（2）得,代入方程（1）,求解,故迹线方程为,解1）求t=1时过（0，0）点的流线方程。,作业解答,t=1时过（0，0）点的流线方程：,作业解答,4-2如图示一管路，A、B两点高差z=1m，A处直径dA=0.25m，压强pA=7.8104Pa,B处管径dB=0.5m，压强pB=4.9104kPa，平均流速vB=1.2m/s，试求平均流速vA和管中水流方向.,4-8一射流在平面上以v=5m/s的速度冲击一斜置平板，射流与平板之间夹角=60o，射流的过水断面积A=0.008m2，不计水流与平板之间的摩擦力，试求：（1）垂直于平板的射流作用力；（2）如图中所示流量Q1与Q2之比。,作业解答,X方向动量方程,y方向动量方程,连续方程,4-9如图示，水流经弯管流入大气，已知d1=100mm，d2=75mm，v2=23m/s，水的密度为1000kg/m3。不计水头损失，求弯管上所受的力F。,作业解答,解：由连续性方程,对弯管的进、出口截面列伯努利方程,选弯管所围成的体积为控制体，对控制体列动量方程：,作业解答,合力为,弯管上所受的力与F大小相等，方向相反,5-7有一水库模型和实际水库的线性比例尺为1/225,模型水库开闸放水4min可泄空水库中的水，求实际水库水放空所需的时间。,解：该问题中重要起主要作用，选弗劳德模型法，则,作业解答,5-10Re是流速v、物体长度L、流体密度及流体动力粘度这四个物理量的综合表达，用定里推出雷诺数的形达形式。,解：根据题意，雷诺数为,作业解答,选择作为基本单位，于是,6-1判别流动状态（1）某管路的直径d=0.1m，通过流量qv=410-3m3/s的水，水温t=20（2）条件与上相同，但管中流过的是重燃油，运动粘度是15010-6m2/s,解（1）水在20时的运动粘度为雷诺数为,作业解答,解（2）重燃油雷诺数为,6-4某输油管道由A到B长l=500m，测得A点的压强pA=3105Pa，B点的压强pB=2105Pa，通过的流量qv=0.016m3/s，已知油的运动粘度10010-6m2/s,密度930kg/m3。求管径d的大小。,解该问题是一等直径长管输送问题，因此伯努利方程为,作业解答,由题意,假设流动属于水力光滑区,作业解答,校核，雷诺数为,故假设不正确,6-4某输油管道由A到B长l=500m，测得A点的压强pA=3105Pa，B点的压强pB=2105Pa，通过的流量qv=0.016m3/s，已知油的运动粘度10010-6m2/s,密度930kg/m3。求管径d的大小。,解该问题是一等直径长管输送问题，因此伯努利方程为,作业解答,由题意,假设流动属于层流,作业解答,校核，雷诺数为,故假设正确,6-8图示管路用一根普通管由A水池引向B水池。已知管长l=60m，管径d=0.2m。弯头弯=0.5，阀门阀=2，当量粗糙度=0.05mm，水温t=20。求当水位差z=3m时管中的流量。,解由两个水面之间列伯努利方程,作业解答,（1）假设管道流动属于层流,作业解答,校核，雷诺数为,故假设不正确,（2）假设管道流动属于水力光滑区,作业解答,校核，雷诺数为,故假设不正确,相对粗糙度,作业解答,（3）假设管道流动属于湍流水力粗糙区,作业解答,湍流水力粗糙区的条件,故假设不正确,8-1以速度v=13m/s滑跑的冰球运动员的冰刀长度l